JP6995913B2 - Topographic map output device, topographic map output method and program - Google Patents

Topographic map output device, topographic map output method and program Download PDF

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本発明は、地形図出力装置、地形図出力方法及びプログラムに関する。 The present invention relates to a topographic map output device, a topographic map output method and a program.

従来、地形の3次元形状を平面上に表現した地形解析図が作成されている。地形の3次元形状の全てを平面上に表現することは不可能であるため、地形解析図の利用者は、段彩標高図、斜度図、陰影図等の種々の地形解析図のうちから、自身が着目する形状が表現されている地形解析図を選択して利用する。近年、地表の微細な凹凸や周辺の地形に対する相対的な標高値等の微地形を表現した地形解析図が利用されている。 Conventionally, a terrain analysis map expressing a three-dimensional shape of terrain on a plane has been created. Since it is impossible to express all the three-dimensional shapes of the terrain on a plane, the user of the terrain analysis map can use various terrain analysis maps such as stepped elevation map, slope map, and shadow map. , Select and use the terrain analysis map that expresses the shape of interest. In recent years, topographical analysis maps expressing fine topography such as fine unevenness on the surface of the earth and relative elevation values with respect to the surrounding topography have been used.

特許文献1には、微地形を表現するための地上開度図及び地下開度図について開示されている。また、特許文献2には、微地形を強調するためにLAC(Local Adaptive Contrast)処理を適用した段彩標高図が開示されている。 Patent Document 1 discloses a above-ground opening map and an underground opening map for expressing microtopography. Further, Patent Document 2 discloses a step-colored elevation map to which a LAC (Local Adaptive Contrast) process is applied in order to emphasize microtopography.

特開2004-53529号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-53529 特開2008-242298号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2008-242298

特許文献1及び2に記載の手法には、演算負荷が大きいという問題点があった。また、特許文献1及び2に記載の手法には、所定の規模の地形の起伏のみが表現されるため、利用者が地形の全体像を直感的に把握しにくいという問題点があった。そこで、複数の規模における地形の起伏を表現する地形図をより小さい演算負荷で生成する手法が求められていた。 The methods described in Patent Documents 1 and 2 have a problem that the calculation load is large. Further, the methods described in Patent Documents 1 and 2 have a problem that it is difficult for the user to intuitively grasp the whole image of the terrain because only the undulations of the terrain of a predetermined scale are expressed. Therefore, there has been a demand for a method of generating a topographic map expressing the undulations of topography on a plurality of scales with a smaller computational load.

本発明は、上述の課題を解決すべくなされたものであり、複数の規模における地形の起伏を表現する地形図をより小さい演算負荷で生成することを可能とする地形図出力装置、地形図出力方法及びプログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and is a topographic map output device and a topographic map output that can generate a topographic map expressing the undulations of topography on a plurality of scales with a smaller computational load. The purpose is to provide methods and programs.

本発明に係る地形図出力装置は、対象領域を所定の形状に区画した複数の地理的領域にそれぞれ対応する複数の単位領域と、各単位領域に対応する地理的領域の標高値とを関連付けて記憶する記憶部と、二以上の単位領域で構成される、それぞれ異なる複数の所定範囲の大きさ及び形状を取得する取得部と、取得された複数の大きさ及び形状を有する所定範囲のそれぞれについて、各単位領域の起伏特徴量を、各単位領域の標高値と、各単位領域を中心とし且つ各大きさ及び形状を有する所定範囲に含まれる単位領域の標高値との関係に基づいて算出する算出部と、複数の大きさ及び形状を有する所定範囲のそれぞれについて算出された起伏特徴量に基づく態様で各単位領域を表示する地形図を出力する出力部と、を有することを特徴とする。 The topographic map output device according to the present invention associates a plurality of unit areas corresponding to a plurality of geographical areas in which a target area is divided into a predetermined shape with an elevation value of the geographical area corresponding to each unit area. For each of a storage unit for storing, an acquisition unit for acquiring a plurality of different predetermined ranges of sizes and shapes composed of two or more unit areas, and a predetermined range having a plurality of acquired sizes and shapes. , The undulating feature amount of each unit region is calculated based on the relationship between the elevation value of each unit region and the elevation value of the unit region centered on each unit region and included in a predetermined range having each size and shape. It is characterized by having a calculation unit and an output unit that outputs a topographic map displaying each unit area in an embodiment calculated based on the undulation feature amount calculated for each of a predetermined range having a plurality of sizes and shapes.

本発明に係る地形図出力装置において、出力部は、複数の大きさ及び形状を有する所定範囲のそれぞれについて算出された起伏特徴量の和又は積に基づく態様で各単位領域を表示する地形図を出力する、ことが好ましい。 In the topographic map output device according to the present invention, the output unit displays a topographic map in which each unit area is displayed in an embodiment based on the sum or product of the undulating feature amounts calculated for each of a predetermined range having a plurality of sizes and shapes. It is preferable to output.

本発明に係る地形図出力装置において、算出部は、起伏特徴量を、各単位領域の標高値と、各単位領域を中心とし且つ各大きさ及び形状を有する所定範囲に含まれる単位領域の標高値の平均値及び分散値とを用いて算出する、ことが好ましい。 In the topographic map output device according to the present invention, the calculation unit determines the undulation feature amount as the elevation value of each unit region and the elevation value of the unit region centered on each unit region and included in a predetermined range having each size and shape. It is preferable to calculate using the average value and the variance value of the values.

本発明に係る地形図出力装置において、算出部は、各単位領域の標高値に基づいて各単位領域の傾斜特徴量を算出し、出力部は、算出された傾斜特徴量にさらに基づいて各単位領域を表示する地形図を出力する、ことが好ましい。 In the topographic map output device according to the present invention, the calculation unit calculates the inclination feature amount of each unit area based on the elevation value of each unit area, and the output unit further calculates each unit based on the calculated inclination feature amount. It is preferable to output a topographic map that displays the area.

本発明に係る地形図出力方法は、対象領域を所定の形状に区画した複数の地理的領域にそれぞれ対応する複数の単位領域と、各単位領域に対応する地理的領域の標高値とを関連付けて記憶し、二以上の単位領域で構成される、それぞれ異なる大きさ及び形状を有する複数の所定範囲の大きさを取得し、取得された複数の大きさ及び形状を有する所定範囲のそれぞれについて、各単位領域の起伏特徴量を、各単位領域の標高値と、各単位領域を中心とし且つ各大きさ及び形状を有する所定範囲に含まれる単位領域の標高値との関係に基づいて算出し、複数の大きさ及び形状を有する所定範囲のそれぞれについて算出された起伏特徴量に基づく態様で各単位領域を表示する地形図を出力することを含むことを特徴とする。 In the topographic map output method according to the present invention, a plurality of unit areas corresponding to a plurality of geographical areas in which a target area is divided into a predetermined shape are associated with an elevation value of the geographical area corresponding to each unit area. Store and acquire a plurality of predetermined ranges having different sizes and shapes, each of which is composed of two or more unit areas, and for each of the acquired predetermined ranges having a plurality of sizes and shapes. A plurality of undulating feature quantities of a unit region are calculated based on the relationship between the elevation value of each unit region and the elevation value of a unit region centered on each unit region and included in a predetermined range having each size and shape. It is characterized by including outputting a topographic map displaying each unit area in an aspect based on the undulation feature amount calculated for each of the predetermined ranges having the size and shape of the above.

本発明に係るプログラムは、対象領域を所定の形状に区画した複数の地理的領域にそれぞれ対応する複数の単位領域と、各単位領域に対応する地理的領域の標高値とを関連付けて記憶する記憶部を有するコンピュータのプログラムであって、二以上の単位領域で構成される、それぞれ異なる大きさ及び形状を有する複数の所定範囲の大きさを取得し、
前記取得された複数の大きさ及び形状を有する所定範囲のそれぞれについて、各単位領域の起伏特徴量を、各単位領域の標高値と、各単位領域を中心とし且つ各大きさを有する所定範囲に含まれる単位領域の標高値との関係に基づいて算出し、
前記複数の大きさ及び形状を有する所定範囲のそれぞれについて算出された起伏特徴量に基づく態様で各単位領域を表示する地形図を出力することをコンピュータに実行させることを特徴とする。
The program according to the present invention stores a plurality of unit areas corresponding to a plurality of geographical areas in which a target area is divided into a predetermined shape in association with an elevation value of the geographical area corresponding to each unit area. A computer program having a unit, which is composed of two or more unit areas, and obtains a plurality of predetermined ranges having different sizes and shapes.
For each of the acquired predetermined ranges having a plurality of sizes and shapes, the undulating feature amount of each unit region is set to the elevation value of each unit region and the predetermined range centered on each unit region and having each size. Calculated based on the relationship with the elevation value of the included unit area,
It is characterized in that a computer is made to output a topographic map displaying each unit area in an aspect based on the undulating feature amount calculated for each of the predetermined ranges having a plurality of sizes and shapes.

本発明に係る地形図出力装置、地形図出力方法及びプログラムは、複数の規模における地形の起伏を表現する地形図をより小さい演算負荷で生成することを可能とする。 The topographic map output device, topographic map output method, and program according to the present invention make it possible to generate a topographic map expressing the undulations of topography on a plurality of scales with a smaller computational load.

地形図出力装置1の概略構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the schematic structure of the topographic map output device 1. 標高値テーブルT1のデータ構造の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the data structure of the elevation value table T1. 地形図出力処理の流れの第1の例を示すフロー図である。It is a flow chart which shows the 1st example of the flow of the topographic map output processing. 起伏特徴量算出処理の流れの一例を示すフロー図である。It is a flow chart which shows an example of the flow of the undulation feature amount calculation process. 起伏特徴量算出処理について説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the undulation feature amount calculation process. 起伏特徴量算出処理について説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the undulation feature amount calculation process. 段彩標高図の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the step color elevation map. 地形図の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the topographic map. 地形図出力処理の流れの第2の例を示すフロー図である。It is a flow chart which shows the 2nd example of the flow of the topographic map output processing. 起伏特徴量算出処理について説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the undulation feature amount calculation process. 特定方向の起伏を強調した地形図の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the topographic map which emphasized the undulation in a specific direction. 起伏特徴量算出処理について説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the undulation feature amount calculation process. 起伏特徴量算出処理について説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the undulation feature amount calculation process. 地形図出力処理の流れの第3の例を示すフロー図である。It is a flow chart which shows the 3rd example of the flow of the topographic map output processing. 地形図の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the topographic map. 傾斜特徴量算出処理の流れの一例を示すフロー図である。It is a flow chart which shows an example of the flow of the inclination feature amount calculation process. 傾斜特徴量算出処理について説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the inclination feature amount calculation process. 地形図の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the topographic map.

以下、図面を参照しつつ、本発明の様々な実施形態について説明する。ただし、本発明の技術的範囲はそれらの実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶ点に留意されたい。 Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, it should be noted that the technical scope of the present invention is not limited to those embodiments and extends to the inventions described in the claims and their equivalents.

(概略構成)
図1は、地形図出力装置1の概略構成の一例を示す図である。地形図出力装置1は、記憶部11、通信部12、表示部13、操作部14及び処理部15を有する。
(Rough configuration)
FIG. 1 is a diagram showing an example of a schematic configuration of a topographic map output device 1. The topographic map output device 1 has a storage unit 11, a communication unit 12, a display unit 13, an operation unit 14, and a processing unit 15.

記憶部11は、プログラム又はデータを記憶するためのデバイスであり、例えば、半導体メモリ装置を備える。記憶部11は、処理部15による処理に用いられるオペレーティングシステムプログラム、ドライバプログラム、アプリケーションプログラム、データ等を記憶する。プログラムは、CD(Compact Disc)-ROM(Read Only Memory)、DVD(Digital Versatile Disc)-ROM等のコンピュータ読み取り可能且つ非一時的な可搬型記憶媒体から、公知のセットアッププログラム等を用いて記憶部11にインストールされる。 The storage unit 11 is a device for storing a program or data, and includes, for example, a semiconductor memory device. The storage unit 11 stores an operating system program, a driver program, an application program, data, and the like used for processing by the processing unit 15. The program is a storage unit from a computer-readable and non-temporary portable storage medium such as a CD (Compact Disc) -ROM (Read Only Memory) or DVD (Digital Versatile Disc) -ROM using a known setup program or the like. It will be installed on 11.

通信部12は、地形図出力装置1を他の装置と通信可能にするデバイスであり、通信インタフェース回路を備える。通信部12が備える通信インタフェース回路は、有線LAN(Local Area Network)又は無線LAN等の通信インタフェース回路である。通信部12は、データを他の装置から受信し、処理部15に供給するとともに、処理部15から供給されたデータを他の装置に送信する。 The communication unit 12 is a device that enables the topographic map output device 1 to communicate with other devices, and includes a communication interface circuit. The communication interface circuit included in the communication unit 12 is a communication interface circuit such as a wired LAN (Local Area Network) or a wireless LAN. The communication unit 12 receives data from another device, supplies the data to the processing unit 15, and transmits the data supplied from the processing unit 15 to the other device.

表示部13は、画像を表示するためのデバイスであり、例えば、液晶ディスプレイ又は有機EL(Electro-Luminescence)ディスプレイを備える。表示部13は、処理部15から供給された表示データに基づいて画像を表示する。 The display unit 13 is a device for displaying an image, and includes, for example, a liquid crystal display or an organic EL (Electro-Luminescence) display. The display unit 13 displays an image based on the display data supplied from the processing unit 15.

操作部14は、地形図出力装置1に対するユーザの入力操作を受付けるためのデバイスであり、例えば、キーパッド、キーボード又はマウスを備える。操作部14は、表示部13と一体化されたタッチパネルを備えてもよい。操作部14は、ユーザの入力操作に応じた信号を生成して処理部15に供給する。 The operation unit 14 is a device for receiving a user's input operation to the topographic map output device 1, and includes, for example, a keypad, a keyboard, or a mouse. The operation unit 14 may include a touch panel integrated with the display unit 13. The operation unit 14 generates a signal corresponding to the input operation of the user and supplies it to the processing unit 15.

処理部15は、地形図出力装置1の動作を統括的に制御するデバイスであり、一又は複数個のプロセッサ及びその周辺回路を備える。処理部15は、例えば、CPU(Central Processing Unit)である。処理部15は、GPU(Graphics Processing Unit)、DSP(Digital Signal Processor)、LSI(Large Scale Integration)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field Programmable Gate Array)等でもよい。処理部15は、記憶部11に記憶されているプログラム並びに通信部12及び操作部14からの入力に基づいて地形図出力装置1の各種処理が適切な手順で実行されるように、各構成の動作を制御するとともに、各種の処理を実行する。 The processing unit 15 is a device that comprehensively controls the operation of the topographic map output device 1, and includes one or a plurality of processors and peripheral circuits thereof. The processing unit 15 is, for example, a CPU (Central Processing Unit). The processing unit 15 may be a GPU (Graphics Processing Unit), a DSP (Digital Signal Processor), an LSI (Large Scale Integration), an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), an FPGA (Field Programmable Gate Array), or the like. The processing unit 15 has each configuration so that various processes of the topographic map output device 1 are executed in an appropriate procedure based on the programs stored in the storage unit 11 and the inputs from the communication unit 12 and the operation unit 14. It controls the operation and executes various processes.

処理部15は、第1取得部151、第2取得部152、算出部153及び出力部154をその機能ブロックとして備える。これらの各部は、処理部15によって実行されるプログラムによって実現される機能モジュールである。これらの各部は、ファームウェアとして地形図出力装置1に実装されてもよい。なお、第1取得部151及び第2取得部152は、取得部の一例である。 The processing unit 15 includes a first acquisition unit 151, a second acquisition unit 152, a calculation unit 153, and an output unit 154 as its functional blocks. Each of these parts is a functional module realized by a program executed by the processing unit 15. Each of these parts may be mounted on the topographic map output device 1 as firmware. The first acquisition unit 151 and the second acquisition unit 152 are examples of acquisition units.

(データ構造)
図2は、記憶部11に記憶される標高値テーブルT1のデータ構造の一例を示す図である。標高値テーブルT1は、地形図によって表示される対象領域を格子状に区画した複数の地理的領域にそれぞれ対応する複数のグリッドと、各グリッドに対応する地理的領域の標高値とを関連付ける。各グリッドは、第1方向及び第1方向に直交する第2方向に配列される。なお、グリッドは、単位領域の一例である。
(data structure)
FIG. 2 is a diagram showing an example of the data structure of the elevation value table T1 stored in the storage unit 11. The elevation value table T1 associates a plurality of grids corresponding to a plurality of geographical areas in which a target area displayed by a topographic map is divided in a grid pattern with an elevation value of the geographical area corresponding to each grid. Each grid is arranged in a first direction and a second direction orthogonal to the first direction. The grid is an example of a unit area.

標高値テーブルT1は、グリッドID、座標、地理的領域及び標高値を含む。グリッドIDは、各グリッドを識別するための情報である。地理的領域は、各グリッドに対応する地理的領域を識別するための情報であり、例えば、対象領域を格子状に区画した複数の地理的領域のそれぞれの頂点の緯度及び経度である。地理的領域は、各地理的領域の対角線の端点の緯度及び経度、又は、各地理的領域の中心点の緯度及び経度等でもよい。座標は、対象領域において位置の基準となるグリッドに対する各グリッドの相対的な位置を示す。座標は、例えば、基準となるグリッドからの第1方向及び第2方向における距離に対応するグリッドの数により表される。標高値は、各地理的領域の標高値であり、例えば、各地理的領域に含まれる地点の標高値の最小値等により定められる。標高値は、各地理的領域に含まれる地点の標高値の平均値、中央値又は最頻値等により定められてもよい。 The elevation table T1 includes grid IDs, coordinates, geographical areas and elevation values. The grid ID is information for identifying each grid. The geographical area is information for identifying the geographical area corresponding to each grid, and is, for example, the latitude and longitude of the vertices of each of a plurality of geographical areas in which the target area is divided in a grid pattern. The geographical area may be the latitude and longitude of the diagonal end points of each geographical area, the latitude and longitude of the center point of each geographical area, and the like. The coordinates indicate the relative position of each grid with respect to the grid that serves as a reference for the position in the target area. The coordinates are represented, for example, by the number of grids corresponding to the distances in the first and second directions from the reference grid. The elevation value is an elevation value of each geographical area, and is determined by, for example, the minimum value of the elevation value of a point included in each geographical area. The elevation value may be determined by the average value, the median value, the mode value, or the like of the elevation values of the points included in each geographical area.

標高値テーブルT1のデータは、例えば、航空レーザー測量等によって取得された3次元点群データに基づいて生成される。一般に、航空レーザー測量によって取得された3次元点群データは、飛行する航空機から照射されたレーザー光の反射点の位置を示すデータであるから、反射点となり得る地表面、樹木又は建造物等を上方から見た形状を示す。3次元点群データが示す各反射点の分布等に基づいて樹木の反射点や誤検出された反射点等を除去し、地表面の反射点に対応する点群データのみを3次元点群データから抽出することによって、地形を示す点群データが生成される。生成された点群データをそれらが含まれる地理的領域に応じてグループに分割し、各グループに含まれる反射点の標高値の最小値等を対応する地理的領域の標高値として設定することで、標高値テーブルT1のデータが生成される。 The data in the elevation value table T1 is generated based on, for example, three-dimensional point cloud data acquired by aerial laser survey or the like. Generally, the three-dimensional point cloud data acquired by aerial laser survey is data indicating the position of the reflection point of the laser light emitted from the flying aircraft, so that the ground surface, trees, buildings, etc. that can be the reflection point can be described. Shows the shape seen from above. Based on the distribution of each reflection point indicated by the 3D point cloud data, the reflection points of trees and erroneously detected reflection points are removed, and only the point cloud data corresponding to the reflection points on the ground surface is collected as 3D point cloud data. By extracting from, point cloud data indicating the terrain is generated. By dividing the generated point cloud data into groups according to the geographical area in which they are included, and setting the minimum elevation value of the reflection points included in each group as the elevation value of the corresponding geographical area. , The data of the elevation value table T1 is generated.

(処理の流れ)
図3は、本発明の第1の側面において、地形図出力装置1によって実行される地形図出力処理の流れの一例を示すフロー図である。地形図出力処理は、記憶部11に記憶されたプログラムを実行した処理部15が、地形図出力装置1の各構成と協働することにより実現される。
(Process flow)
FIG. 3 is a flow chart showing an example of a flow of topographic map output processing executed by the topographic map output device 1 in the first aspect of the present invention. The topographic map output processing is realized by the processing unit 15 executing the program stored in the storage unit 11 in cooperation with each configuration of the topographic map output device 1.

まず、第1取得部151は、二以上のグリッドで構成されるウィンドウの大きさ及び形状を取得する(S101)。第1取得部151は、ユーザによる操作部14に対する操作に基づいて、ウィンドウの大きさ及び形状を取得する。第1取得部151は、通信部12を介して、ウィンドウの大きさ及び形状を他の装置から受信することにより取得してもよい。第1取得部151は、あらかじめ記憶部11に記憶された所定のウィンドウの大きさ及び形状を取得してもよい。ウィンドウの形状は、任意の形状であってよいが、例えば、矩形である。この場合、第1取得部151は、ウィンドウの大きさとして、第1方向におけるグリッドの数、及び、第2方向におけるグリッドの数を取得する。ウィンドウの第1方向及び第2方向におけるグリッドの数は、ウィンドウの中心となるグリッドが一意に定まるように、それぞれ奇数であることが好ましい。以下では、ウィンドウの第1方向におけるグリッドの数を2c+1と表し、第2方向におけるグリッドの数を2r+1(c及びrは何れも自然数)と表すことがある。なお、ウィンドウは、所定範囲の一例である。 First, the first acquisition unit 151 acquires the size and shape of a window composed of two or more grids (S101). The first acquisition unit 151 acquires the size and shape of the window based on the operation of the operation unit 14 by the user. The first acquisition unit 151 may acquire the size and shape of the window by receiving it from another device via the communication unit 12. The first acquisition unit 151 may acquire the size and shape of a predetermined window stored in the storage unit 11 in advance. The shape of the window may be any shape, but is, for example, a rectangle. In this case, the first acquisition unit 151 acquires the number of grids in the first direction and the number of grids in the second direction as the size of the window. The number of grids in the first and second directions of the window is preferably an odd number so that the grid at the center of the window is uniquely determined. In the following, the number of grids in the first direction of the window may be expressed as 2c + 1, and the number of grids in the second direction may be expressed as 2r + 1 (both c and r are natural numbers). The window is an example of a predetermined range.

続いて、算出部153は、各グリッドの起伏特徴量を算出する起伏特徴量算出処理を実行する(S102)。起伏特徴量は、各グリッドが、各グリッドの周辺のグリッドに対してどの程度起伏しているかを示す値である。あるグリッドの標高値が周辺のグリッドの標高値よりも大きいほど、そのグリッドの起伏特徴量として大きい値が算出される。起伏特徴量は、各グリッドの標高値と、各グリッドの周辺のグリッドの標高値との関係に基づいて算出される。例えば、起伏特徴量は、各グリッドの標高値と、各グリッドの周辺のグリッドの標高値の平均値及び分散値とを用いて算出される。起伏特徴量算出処理の詳細は後述する。 Subsequently, the calculation unit 153 executes an undulating feature amount calculation process for calculating the undulating feature amount of each grid (S102). The undulation feature amount is a value indicating how much each grid is undulating with respect to the grid around each grid. As the elevation value of a certain grid is larger than the elevation value of the surrounding grid, a larger value is calculated as the undulating feature amount of the grid. The undulation feature amount is calculated based on the relationship between the elevation value of each grid and the elevation value of the grid around each grid. For example, the undulation feature amount is calculated using the elevation value of each grid and the average value and the variance value of the elevation values of the grids around each grid. The details of the undulation feature amount calculation process will be described later.

続いて、出力部154は、算出された起伏特徴量に基づく態様で各グリッドを表示する地形図を出力する(S103)。出力部154は、算出された起伏特徴量に応じた色相、彩度、明度等で各グリッドを表示した地形図を生成する。出力部154は、生成された地形図を表示部13に表示することにより出力する。出力部154は、通信部12を介して、生成された地形図を他の装置に送信することにより出力してもよい。 Subsequently, the output unit 154 outputs a topographic map that displays each grid in an manner based on the calculated undulation feature amount (S103). The output unit 154 generates a topographic map displaying each grid with hue, saturation, lightness, etc. according to the calculated undulation feature amount. The output unit 154 outputs the generated topographic map by displaying it on the display unit 13. The output unit 154 may output the generated topographic map by transmitting it to another device via the communication unit 12.

図4は、起伏特徴量算出処理の流れの一例を示すフロー図である。 FIG. 4 is a flow chart showing an example of the flow of the undulation feature amount calculation process.

まず、算出部153は、初期位置のグリッドを算出対象グリッドとして設定する(S201)。初期位置のグリッドは、例えば、かかるグリッドを中心とし且つ取得された大きさ及び形状を有するウィンドウの角が、矩形である対象領域の角に接するようなグリッドである。 First, the calculation unit 153 sets the grid at the initial position as the calculation target grid (S201). The grid at the initial position is, for example, a grid centered on such a grid and in which the corners of a window having the acquired size and shape touch the corners of a rectangular target area.

図5(a)は、S201について説明するための模式図である。図5(a)に示す例では、地形図を出力する領域である対象領域は、第1方向D1にNx個、第2方向D2にNy個の地理的領域に区画される。すなわち、対象領域には、各地理的領域に対応するNx×Ny個のグリッドが設けられる。各グリッドには、対象領域に属するグリッドのうち、最も北西方向(図5(a)の左上方向をいい、以下同様とする。)に位置するグリッドを基準とした座標が設定される。すなわち、各グリッドには、第1方向座標として0以上Nx-1以下の値が設定され、第2方向座標として0以上Ny-1以下の値が設定される。 FIG. 5A is a schematic diagram for explaining S201. In the example shown in FIG. 5A, the target area, which is the area for outputting the topographic map, is divided into Nx geographical areas in the first direction D1 and Ny geographical areas in the second direction D2. That is, Nx × Ny grids corresponding to each geographical area are provided in the target area. Coordinates are set in each grid with reference to the grid located in the northwest direction (referred to as the upper left direction in FIG. 5A, the same shall apply hereinafter) among the grids belonging to the target area. That is, in each grid, a value of 0 or more and Nx-1 or less is set as the first direction coordinate, and a value of 0 or more and Ny-1 or less is set as the second direction coordinate.

図5(a)に示す例では、算出部153は、初期位置のグリッドGを算出対象グリッドとして設定する。グリッドGは、グリッドGを中心とし且つ取得された大きさ及び形状を有するウィンドウWの北西端が対象領域の北西端と一致するようなグリッドである。後述するように、算出部153は、算出対象グリッドを第1方向D1へ1グリッド分ずつ移動させながら、各算出対象グリッドの起伏特徴量を、各算出対象グリッドを中心とするウィンドウを用いて算出する。折返し位置のグリッドが算出対象グリッドとなった場合、算出部153は、算出対象グリッドを初期位置から第2方向D2に1グリッド分移動させるとともに、第1方向座標が初期位置と等しくなるように移動させる。折返し位置のグリッドは、かかるグリッドを中心とするウィンドウの第1方向における端部が対象領域の第1方向における端部と一致するようなグリッドである。算出部153は、算出対象グリッドを再び第1方向へ移動させながら、各算出対象グリッドの起伏特徴量を算出する。このような処理を繰り返すことにより、算出部153は、各グリッドの起伏特徴量を算出する。 In the example shown in FIG. 5A, the calculation unit 153 sets the grid G at the initial position as the calculation target grid. The grid G is a grid centered on the grid G so that the northwest end of the window W having the acquired size and shape coincides with the northwest end of the target area. As will be described later, the calculation unit 153 calculates the undulating feature amount of each calculation target grid by using a window centered on each calculation target grid while moving the calculation target grid to the first direction D1 by one grid. do. When the grid at the folding position becomes the calculation target grid, the calculation unit 153 moves the calculation target grid from the initial position to the second direction D2 by one grid, and moves the coordinates in the first direction so as to be equal to the initial position. Let me. The grid at the folded position is a grid such that the end portion of the window centered on the grid in the first direction coincides with the end portion of the target area in the first direction. The calculation unit 153 calculates the undulating feature amount of each calculation target grid while moving the calculation target grid in the first direction again. By repeating such processing, the calculation unit 153 calculates the undulating feature amount of each grid.

図4に戻り、算出部153は、ウィンドウを第1方向に分割したグリッド群に含まれるグリッドの標高値の和及び二乗和を算出して記憶する(S202)。ウィンドウを第1方向に分割したグリッド群は、第2方向に連続するグリッドから構成される。なお、グリッド群は、単位領域群の一例である。 Returning to FIG. 4, the calculation unit 153 calculates and stores the sum of the elevation values and the sum of squares of the grids included in the grid group obtained by dividing the window in the first direction (S202). The grid group that divides the window in the first direction is composed of grids that are continuous in the second direction. The grid group is an example of a unit area group.

図5(b)は、S202について説明するための模式図である。図5(b)に示されるように、算出部153は、ウィンドウWを第1方向に分割した複数のグリッド群GGを設定する。図5(b)に示す例では、ウィンドウWに含まれるグリッドの第2方向座標が0以上4以下の範囲であるため、各グリッド群に含まれるグリッドの第2方向座標も0以上4以下の範囲となるように複数のグリッド群GGが設定される。算出部153は、設定された各グリッド群に含まれるグリッドの標高値の和及び二乗和を算出する。以下では、第1方向座標がxであるグリッドから構成されるグリッド群に含まれる標高値の和及び二乗和をそれぞれSum(x)及びSqSum(x)と記載することがある。 FIG. 5B is a schematic diagram for explaining S202. As shown in FIG. 5B, the calculation unit 153 sets a plurality of grid group GGs in which the window W is divided in the first direction. In the example shown in FIG. 5B, since the second direction coordinates of the grid included in the window W are in the range of 0 or more and 4 or less, the second direction coordinates of the grid included in each grid group are also 0 or more and 4 or less. A plurality of grid group GGs are set so as to be a range. The calculation unit 153 calculates the sum of elevation values and the sum of squares of the grids included in each set grid group. In the following, the sum of elevation values and the sum of squares included in a grid group composed of grids whose first direction coordinates are x may be described as Sum (x) and SqSum (x), respectively.

図4に戻り、算出部153は、算出対象グリッドの起伏特徴量を算出する(S203)。起伏特徴量は、算出対象グリッドの標高値と、ウィンドウに含まれるグリッドの標高値との関係に基づいて算出される。例えば、起伏特徴量は、算出対象グリッドの標高値と、ウィンドウに含まれるグリッドの標高値の平均値及び分散値とを用いて算出される。この場合、算出部153は、グリッド群における和及び二乗和に基づいてウィンドウにおける平均値及び分散値を算出して記憶する。算出部153は、平均値μ及び分散値Vを、以下の式により算出して記憶する。ここで、xは、算出対象グリッドの第1方向座標である。

Figure 0006995913000001
Figure 0006995913000002
Returning to FIG. 4, the calculation unit 153 calculates the undulating feature amount of the calculation target grid (S203). The undulation feature amount is calculated based on the relationship between the elevation value of the grid to be calculated and the elevation value of the grid included in the window. For example, the undulation feature amount is calculated using the elevation value of the grid to be calculated and the average value and the variance value of the elevation values of the grid included in the window. In this case, the calculation unit 153 calculates and stores the average value and the variance value in the window based on the sum and the sum of squares in the grid group. The calculation unit 153 calculates and stores the mean value μ and the variance value V by the following formulas. Here, x is the first direction coordinate of the calculation target grid.
Figure 0006995913000001
Figure 0006995913000002

続いて、算出部153は、算出対象グリッドの起伏特徴量Rを、算出対象グリッドの標高値Hと、ウィンドウに含まれるグリッドの標高値の平均値μ及び分散値Vとを用いて、以下の式により算出する。

Figure 0006995913000003
Subsequently, the calculation unit 153 calculates the undulating feature amount R of the calculation target grid by using the elevation value H of the calculation target grid and the mean value μ and the variance value V of the elevation values of the grid included in the window. Calculated by the formula.
Figure 0006995913000003

続いて、算出部153は、算出対象グリッドを第1方向に移動させる(S204)。算出部153は、算出対象グリッドを第1方向にグリッド1個分移動させる。すなわち、算出部153は、算出対象グリッドの第1方向に隣接するグリッドを新たな算出対象グリッドとして設定する。算出部153は、移動された算出対象グリッドを中心とするウィンドウを設定する。 Subsequently, the calculation unit 153 moves the calculation target grid in the first direction (S204). The calculation unit 153 moves the calculation target grid in the first direction by one grid. That is, the calculation unit 153 sets a grid adjacent to the first direction of the calculation target grid as a new calculation target grid. The calculation unit 153 sets a window centered on the moved calculation target grid.

続いて、算出部153は、直前に起伏特徴量が算出された第1のグリッドを中心とする第1のウィンドウ及び算出対象グリッドを中心とする第2のウィンドウを第1方向に分割したグリッド群に含まれるグリッドの標高値の和及び二乗和を算出する(S205)。 Subsequently, the calculation unit 153 divides the first window centered on the first grid on which the undulation feature amount was calculated immediately before and the second window centered on the calculation target grid in the first direction. The sum of elevation values and the sum of squares of the grids included in the above are calculated (S205).

図6(a)は、S205について説明するための模式図である。算出部153は、第1のウィンドウW1及び第2のウィンドウW2を第1方向に分割したグリッド群における標高値の和及び二乗和を算出する。第1のウィンドウW1は、直前に起伏特徴量が算出されたグリッドG1を中心とするウィンドウであり、第2のウィンドウW2は、算出対象グリッドG2を中心とするウィンドウである。ここで、第2のウィンドウW2を第1方向に分割したグリッド群のうち、第1のウィンドウW1に含まれるグリッド群における標高値の和及び二乗和はS202等においてすでに算出されている。したがって、算出部153は、第1のウィンドウW1に含まれず且つ第2のウィンドウに含まれるグリッドから構成される第1のグリッド群GG1における標高値の和及び二乗和のみを算出する。 FIG. 6A is a schematic diagram for explaining S205. The calculation unit 153 calculates the sum of elevation values and the sum of squares in the grid group obtained by dividing the first window W1 and the second window W2 in the first direction. The first window W1 is a window centered on the grid G1 on which the undulating feature amount is calculated immediately before, and the second window W2 is a window centered on the calculation target grid G2. Here, among the grid groups obtained by dividing the second window W2 in the first direction, the sum of elevation values and the sum of squares in the grid group included in the first window W1 have already been calculated in S202 and the like. Therefore, the calculation unit 153 calculates only the sum of elevation values and the sum of squares in the first grid group GG1 composed of the grids not included in the first window W1 and included in the second window.

図4に戻り、算出部153は、算出対象グリッドの起伏特徴量を算出する(S206)。算出部153は、第2のウィンドウにおける平均値及び分散値を算出する。例えば、算出部153は、第2のウィンドウに含まれるグリッドの標高値の平均値を、第1のウィンドウに含まれるグリッドの標高値の平均値、第1のウィンドウに含まれ且つ第2のウィンドウに含まれないグリッドの標高値及び第1のウィンドウに含まれず且つ第2のウィンドウに含まれるグリッドの標高値に基づいて算出する。また、算出部153は、第2のウィンドウに含まれるグリッドの標高値の分散値を、第1のウィンドウに含まれるグリッドの標高値の分散値、第1のウィンドウに含まれ且つ第2のウィンドウに含まれないグリッドの標高値及び第1のウィンドウに含まれず且つ第2のウィンドウに含まれるグリッドの標高値に基づいて算出する。算出部153は、算出対象グリッドの起伏特徴量を、算出対象グリッドの標高値と、第2のウィンドウに含まれるグリッドの標高値の平均値及び分散値とを用いて算出する。 Returning to FIG. 4, the calculation unit 153 calculates the undulating feature amount of the calculation target grid (S206). The calculation unit 153 calculates the average value and the variance value in the second window. For example, the calculation unit 153 includes the average value of the elevation values of the grid included in the second window, the average value of the elevation values of the grid included in the first window, the average value of the elevation values of the grid included in the first window, and the second window. Calculated based on the elevation values of the grid not included in and the elevation values of the grid not included in the first window and included in the second window. Further, the calculation unit 153 includes the distribution value of the elevation value of the grid included in the second window, the distribution value of the elevation value of the grid included in the first window, and the distribution value of the elevation value of the grid included in the first window, and is included in the second window. Calculated based on the elevation values of the grid not included in and the elevation values of the grid not included in the first window and included in the second window. The calculation unit 153 calculates the undulating feature amount of the calculation target grid by using the elevation value of the calculation target grid and the average value and the variance value of the elevation values of the grid included in the second window.

図6(a)に示されるように、第1のウィンドウW1に含まれるグリッドの一部と、第2のウィンドウW2に含まれるグリッドの一部とは重複する。ウィンドウにおける平均値は、ウィンドウに含まれる各グリッドの標高値の和に基づくから、第2のウィンドウW2における平均値を求めるときに第1のウィンドウW1における平均値を用いることで、演算回数が低減される。同様に、ウィンドウにおける分散値は、ウィンドウに含まれる各グリッドの標高値の二乗和に基づくから、第2のウィンドウW2における分散値を求めるときに第1のウィンドウW1における分散値を用いることで、演算回数が低減される。 As shown in FIG. 6A, a part of the grid included in the first window W1 and a part of the grid included in the second window W2 overlap. Since the average value in the window is based on the sum of the elevation values of each grid included in the window, the number of operations is reduced by using the average value in the first window W1 when calculating the average value in the second window W2. Will be done. Similarly, since the variance value in the window is based on the sum of squares of the elevation values of each grid contained in the window, the variance value in the first window W1 can be used when obtaining the variance value in the second window W2. The number of operations is reduced.

算出部153は、第1のウィンドウW1における平均値μ’及び分散値V’並びに算出された和及び二乗和を用いて、第2のウィンドウW2における平均値μ及び分散値Vを以下の式により算出する。

Figure 0006995913000004
Figure 0006995913000005
Using the average value μ'and the variance value V'in the first window W1 and the calculated sum and square sum, the calculation unit 153 calculates the mean value μ and the variance value V in the second window W2 by the following equations. calculate.
Figure 0006995913000004
Figure 0006995913000005

図4に戻り、算出部153は、算出対象グリッドが折返し位置のグリッドであるか否かを判定する(S207)。算出部153は、算出対象グリッドを中心とするウィンドウに含まれるグリッドの第1方向座標の最大値がNx-1に等しいか否かを判定することにより、算出対象グリッドが折返し位置のグリッドであるかいるか否かを判定する。算出対象グリッドが折返し位置のグリッドでないと判定された場合(S207-No)、算出部153は、処理をS204に進める。 Returning to FIG. 4, the calculation unit 153 determines whether or not the calculation target grid is a grid at the folding position (S207). The calculation unit 153 determines whether or not the maximum value of the first direction coordinates of the grid included in the window centered on the calculation target grid is equal to Nx-1, so that the calculation target grid is a grid at the folding position. Determine if it is present or not. When it is determined that the calculation target grid is not the grid at the folding position (S207-No), the calculation unit 153 advances the process to S204.

算出対象グリッドが折返し位置のグリッドであると判定された場合(S207-Yes)、算出部153は、算出対象グリッドが終了位置のグリッドであるか否かを判定する。(S208)。終了位置のグリッドは、対象領域の中心に関して初期位置のグリッドと点対称の位置にあるグリッドである。すなわち、終了位置のグリッドは、かかるグリッドを中心とするウィンドウの、初期位置において対象領域の角と接していた角の対角が、対象領域の角に接するようなグリッドである。算出部153は、ウィンドウに含まれるグリッドの第2方向座標の最大値がNy-1に等しいか否かを判定することにより、算出対象グリッドが終了位置のグリッドであるか否かを判定する。算出対象グリッドが終了位置のグリッドであると判定された場合(S208-Yes)、算出部153は、起伏特徴量算出処理を終了する。 When it is determined that the calculation target grid is the grid at the folding position (S207-Yes), the calculation unit 153 determines whether or not the calculation target grid is the grid at the end position. (S208). The grid at the end position is a grid that is point-symmetrical to the grid at the initial position with respect to the center of the target area. That is, the grid at the end position is a grid in which the diagonal of the angle that was in contact with the corner of the target area at the initial position of the window centered on the grid is in contact with the corner of the target area. The calculation unit 153 determines whether or not the calculation target grid is the grid at the end position by determining whether or not the maximum value of the second direction coordinates of the grid included in the window is equal to Ny-1. When it is determined that the calculation target grid is the grid at the end position (S208-Yes), the calculation unit 153 ends the undulation feature amount calculation process.

算出対象グリッドが終了位置のグリッドでないと判定された場合(S208-No)、算出部153は、算出対象グリッドを第2方向に移動させる(S209)。算出部153は、算出対象グリッドを第2方向に1グリッド分移動させるとともに、第1方向座標が初期位置と等しくなるように移動させる。算出部153は、移動された算出対象グリッドを中心とするウィンドウを設定する。 When it is determined that the calculation target grid is not the grid at the end position (S208-No), the calculation unit 153 moves the calculation target grid in the second direction (S209). The calculation unit 153 moves the calculation target grid in the second direction by one grid and moves the coordinates in the first direction so as to be equal to the initial position. The calculation unit 153 sets a window centered on the moved calculation target grid.

続いて、算出部153は、ウィンドウを第1方向に分割したグリッド群に含まれるグリッドの標高値の和及び二乗和を算出して記憶する(S210)。例えば、算出部153は、算出対象グリッドを中心とする第3のウィンドウを第1方向に分割した第2のグリッド群に含まれるグリッドの標高値の和及び二乗和を、第1のグリッド群に含まれるグリッドの標高値の和及び二乗和を用いて算出する。第1のグリッド群は、算出対象グリッドに第2方向に隣接し且つすでに起伏特徴量が算出されている第1のグリッドを中心とする第1のウィンドウを第1方向に分割したグリッド群である。算出部153は、第2のグリッド群に含まれるグリッドの標高値の和及び二乗和を、第1のグリッド群に含まれるグリッドの標高値の和及び二乗和と、第1のグリッド群に含まれ且つ第2のグリッド群に含まれないグリッドの標高値と、第1のグリッド群に含まれず且つ第2のグリッド群に含まれるグリッドの標高値とに基づいて算出して記憶する。 Subsequently, the calculation unit 153 calculates and stores the sum of the elevation values and the sum of squares of the grids included in the grid group obtained by dividing the window in the first direction (S210). For example, the calculation unit 153 converts the sum of elevation values and the sum of squares of the grids included in the second grid group obtained by dividing the third window centered on the calculation target grid into the first grid group. Calculated using the sum of elevations and the sum of squares of the included grid. The first grid group is a grid group obtained by dividing the first window centered on the first grid, which is adjacent to the calculation target grid in the second direction and whose undulation feature amount has already been calculated, in the first direction. .. The calculation unit 153 includes the sum of elevation values and the sum of squares of the grids included in the second grid group, the sum of the elevation values and the sum of squares of the grids included in the first grid group, and the sum of squares in the first grid group. It is calculated and stored based on the elevation values of the grids that are not included in the second grid group and the elevation values of the grids that are not included in the first grid group and are included in the second grid group.

図6(b)は、S210について説明するための模式図である。図6(b)に示されるように、標高値の和及び二乗和が算出されている第1のグリッド群GG1に含まれるグリッドの一部と、移動後のウィンドウを第1方向に分割した第2のグリッド群GG2に含まれるグリッドの一部とは重複する。したがって、第2のグリッド群GG2の標高値の和及び二乗和を算出するときに第1のグリッド群GG1の標高値の和及び二乗和を用いることで、演算回数が低減される。 FIG. 6B is a schematic diagram for explaining S210. As shown in FIG. 6B, a part of the grid included in the first grid group GG1 in which the sum of elevation values and the sum of squares is calculated, and the moved window are divided in the first direction. It overlaps with a part of the grid included in the grid group GG2 of 2. Therefore, by using the sum of elevation values and the sum of squares of the first grid group GG1 when calculating the sum of elevation values and the sum of squares of the second grid group GG2, the number of operations is reduced.

算出部153は、第2方向に連続するグリッドから構成される、すでに起伏特徴量が算出された第1のグリッドG1に第2方向に隣接する算出対象グリッドG3を中心とする第3のウィンドウW3を第1方向に分割した各第2のグリッド群GG2における標高値の和及び二乗和を算出する。算出部153は、各第2のグリッド群GG2における標高値の和Sum(x)及び二乗和SqSum(x)を、各第2のグリッド群GG2に対応する第1のグリッド群GG1の標高値の和Sum’(x)及び二乗和SqSum’(x)と、各第2のグリッド群GG2に対応する第1のグリッド群GG1に含まれ且つ各第2のグリッド群GG2に含まれないグリッドの標高値H1と、各第2のグリッド群GG2に対応する第1のグリッド群GG1に含まれず且つ各第2のグリッド群GG2に含まれるグリッドの標高値H2とに基づいて、以下の式により算出して記憶する。

Figure 0006995913000006
Figure 0006995913000007
続いて、算出部153は、処理をS203に進める。 The calculation unit 153 is a third window W3 centered on a calculation target grid G3 adjacent to the first grid G1 for which the undulation feature amount has already been calculated, which is composed of grids continuous in the second direction. Is calculated in the sum of elevation values and the sum of squares in each second grid group GG2 divided in the first direction. The calculation unit 153 uses the sum of the elevation values Sum (x) and the squared sum SqSum (x) of each second grid group GG2 as the elevation values of the first grid group GG1 corresponding to each second grid group GG2. Sum'(x) and sum of squares SqSum'(x) and the elevations of the grids included in the first grid group GG1 corresponding to each second grid group GG2 and not included in each second grid group GG2. Calculated by the following formula based on the value H1 and the elevation value H2 of the grid not included in the first grid group GG1 corresponding to each second grid group GG2 and included in each second grid group GG2. And remember.
Figure 0006995913000006
Figure 0006995913000007
Subsequently, the calculation unit 153 advances the process to S203.

図7は、各グリッドを、その標高値に応じて段階的に変化する色相、彩度又は明度で表示した段彩標高図の一例を示す図であり、図8は、図7に示す段彩標高図に対応する標高値テーブルT1のデータに基づいて、第1の側面における地形図出力処理を実行することにより生成された地形図の一例を示す図である。図8(a)及び図8(b)は、それぞれ異なる大きさを有するウィンドウを用いて生成された地形図であり、図8(a)におけるウィンドウの大きさは、図8(b)におけるウィンドウの大きさよりも小さい。 FIG. 7 is a diagram showing an example of a step color elevation map in which each grid is displayed with a hue, saturation, or lightness that changes stepwise according to the altitude value, and FIG. 8 is a diagram showing a step color shown in FIG. 7. It is a figure which shows an example of the topographic map generated by performing the topographic map output processing in the 1st side surface based on the data of the elevation value table T1 corresponding to the elevation map. 8 (a) and 8 (b) are topographic maps generated using windows having different sizes, and the size of the window in FIG. 8 (a) is the window in FIG. 8 (b). Is smaller than the size of.

図7においては、標高値が大きい領域(例えば、尾根に相当する領域)が明るく表示され、標高値が小さい領域(例えば、谷に相当する領域)が暗く表示されている。また、図7においては、例えば、尾根に相当する領域の内部はほぼ一様の明度で表示されている。すなわち、図7に示される段彩標高図は、規模の大きい地形の起伏を表現しているものの、微地形による起伏を明確に表現できていない。 In FIG. 7, a region having a large elevation value (for example, a region corresponding to a ridge) is displayed brightly, and a region having a small elevation value (for example, a region corresponding to a valley) is displayed darkly. Further, in FIG. 7, for example, the inside of the region corresponding to the ridge is displayed with substantially uniform brightness. That is, although the step-colored elevation map shown in FIG. 7 expresses the undulations of large-scale terrain, it cannot clearly express the undulations due to micro-topography.

段彩標高図は、対象領域の標高値の分布幅の全体を限られた範囲の色相、彩度又は明度等で表示して表現するものである。対象領域が広範な場合、標高値の差が相対的に小さい領域は類似した色相、彩度又は明度等で表示され、その変化が不明瞭となる。したがって、段彩標高図では微地形が十分に表現されない可能性があった。 The step color elevation map is expressed by displaying the entire distribution width of the elevation value of the target area with a limited range of hue, saturation, lightness, and the like. When the target area is wide, the area where the difference in elevation value is relatively small is displayed with similar hue, saturation, lightness, etc., and the change becomes unclear. Therefore, there is a possibility that the microtopography is not sufficiently expressed in the stepped elevation map.

他方、図8(a)においては、例えば、尾根に相当する領域の内部も異なる明度で表示されており、微地形による起伏が十分に表現されている。図8(a)に示される起伏特徴量は、各グリッドの標高値と各グリッドを中心とするウィンドウの標高値の平均値との差分(すなわち、標高値の偏差)に基づいている。したがって、対象領域の標高値の分布幅が大きい場合でも、標高値の差が相対的に小さい領域が異なる色相、彩度又は明度等で表示され、微地形が明確に表現される。 On the other hand, in FIG. 8A, for example, the inside of the region corresponding to the ridge is also displayed with different brightness, and the undulations due to the microtopography are sufficiently expressed. The undulating feature amount shown in FIG. 8A is based on the difference between the elevation value of each grid and the average value of the elevation value of the window centered on each grid (that is, the deviation of the elevation value). Therefore, even when the distribution width of the elevation values of the target region is large, the regions where the difference in elevation values is relatively small are displayed with different hues, saturations, brightnesses, etc., and the microtopography is clearly expressed.

また、起伏特徴量は、各グリッドの標高値の偏差を標準偏差で正規化したものである。したがって、対象領域に微地形による地形の起伏が大きい領域(すなわち、標高値の標準偏差が大きい領域)と地形の起伏が小さい領域(すなわち、標準偏差が小さい領域)とが含まれる場合でも、地形の起伏が小さい領域の微地形が十分に表現される。 The undulation feature amount is the deviation of the elevation value of each grid normalized by the standard deviation. Therefore, even if the target area includes a region where the terrain has a large undulation due to microtopography (that is, a region where the standard deviation of the elevation value is large) and a region where the terrain has a small undulation (that is, a region where the standard deviation is small). The microtopography of the area with small undulations is fully expressed.

また、段彩標高図においては、対象領域に応じて標高値の分布幅が異なるため、所望の規模の地形の起伏が十分に表現されるように、地形図の作成者がその分布幅に応じた表示の方法を決定する必要があった。これに対し、起伏特徴量は、標高値の偏差を標準偏差で正規化したものであるため、標高値が正規分布に従う場合、約99%のグリッドの起伏特徴量は-3以上3以下の範囲に分布する。したがって、標高値の分布幅が異なっても同一の表示の方法を用いることができ、地形図の作成者が表示の方法を決定する負荷が低減される。 In addition, since the distribution width of the elevation value differs depending on the target area in the step-colored elevation map, the creator of the topographic map responds to the distribution width so that the undulations of the terrain of the desired scale can be sufficiently expressed. It was necessary to decide the display method. On the other hand, the undulation feature is a normalization of the deviation of the elevation value with the standard deviation, so when the elevation value follows a normal distribution, the undulation feature of about 99% of the grid is in the range of -3 or more and 3 or less. It is distributed in. Therefore, the same display method can be used even if the distribution widths of the elevation values are different, and the load on the creator of the topographic map to determine the display method is reduced.

図8(b)においては、標高値が大きい領域が明るく表示され、標高値が小さい領域が暗く表示されているとともに、図8(a)において表現されていた微地形も表現されている。すなわち、ウィンドウの大きさが大きくなったことにより、図8(a)では明確に表現されていない規模の大きい地形の起伏が明確に表現される。このように、起伏特徴量に基づく態様で各グリッドを表示することにより、ウィンドウの大きさを小さくした場合、対象領域における微地形の詳細が表現され、ウィンドウの大きさを大きくした場合、対象領域における地形の概略が表現される。 In FIG. 8B, the region having a large elevation value is displayed brightly, the region having a small elevation value is displayed darkly, and the microtopography represented in FIG. 8A is also represented. That is, as the size of the window increases, the undulations of large-scale terrain that are not clearly expressed in FIG. 8A are clearly expressed. In this way, by displaying each grid in an manner based on the undulation feature amount, the details of the microtopography in the target area are expressed when the size of the window is reduced, and when the size of the window is increased, the target area is displayed. The outline of the terrain in.

以上説明したように、地形図出力装置1は、各グリッドの標高値と、各グリッドを中心とするウィンドウに含まれるグリッドの標高値の平均値及び分散値を用いて各グリッドの起伏特徴量を算出する。これにより、地形図出力装置1は、微地形を表現する地形図を小さい演算負荷で生成することを可能とする。 As described above, the topographic map output device 1 uses the elevation value of each grid and the average value and the variance value of the elevation value of the grid included in the window centered on each grid to determine the undulating feature amount of each grid. calculate. This makes it possible for the topographic map output device 1 to generate a topographic map expressing microtopography with a small calculation load.

すなわち、微地形を表現するための指標である地上開度及び地下開度は、角度によって算出されるため、その算出には三角関数等の演算を要する。したがって、各グリッドについて地上開度及び地下開度を用いる手法には、演算負荷が大きいという問題があった。また、LAC処理は、対象領域全体の標高値を考慮して微地形の起伏を強調するものである。したがって、段彩標高図等の既存の地形図にLAC処理を適用する手法には、対象領域が大きい場合に、対象領域全体の標高値の平均値、及び、LAC処理の適用後の標高値の分布幅を算出するための演算負荷が大きくなるという問題があった。 That is, since the above-ground opening and the underground opening, which are indexes for expressing microtopography, are calculated by angles, calculations such as trigonometric functions are required for the calculation. Therefore, the method of using the above-ground opening and the underground opening for each grid has a problem that the calculation load is large. Further, the LAC process emphasizes the undulations of the microtopography in consideration of the elevation value of the entire target area. Therefore, in the method of applying the LAC processing to the existing topographic map such as the step color elevation map, when the target area is large, the average value of the elevation values of the entire target area and the elevation value after the application of the LAC processing are used. There is a problem that the calculation load for calculating the distribution width becomes large.

これに対し、地形図出力装置1は、各グリッドを中心とするウィンドウに含まれるグリッドの平均値と分散値を用いて各グリッドの起伏特徴量を算出する。すなわち、起伏特徴量を算出するために対象領域全体の起伏を考慮する必要がない。したがって、地形図出力装置1は、微地形を表現する地形図を小さい演算負荷で生成することを可能とする。 On the other hand, the topographic map output device 1 calculates the undulating feature amount of each grid by using the average value and the variance value of the grid included in the window centered on each grid. That is, it is not necessary to consider the undulations of the entire target area in order to calculate the undulation features. Therefore, the topographic map output device 1 makes it possible to generate a topographic map expressing microtopography with a small calculation load.

また、地形図出力装置1は、第1のグリッドに第1方向に隣接する第2のグリッドを中心とする第2のウィンドウにおける平均値及び分散値を、第1のウィンドウにおける平均値及び分散値を用いて算出する。これにより、地形図出力装置1は、ウィンドウの大きさにかかわらず、それぞれ一度の加算及び減算という小さい負荷の演算で平均値及び分散値を算出することを可能とする。 Further, the topographic map output device 1 sets the mean value and the variance value in the second window centered on the second grid adjacent to the first grid in the first direction, and the mean value and the variance value in the first window. Is calculated using. This makes it possible for the topographic map output device 1 to calculate the mean value and the variance value by a small load operation of addition and subtraction once, respectively, regardless of the size of the window.

また、地形図出力装置1は、第1のグリッドに第2方向に隣接する第3のグリッドを中心とする第3のウィンドウを分割したグリッド群における平均値及び分散値を、第1のグリッドを中心とするウィンドウを分割したグリッド群における平均値及び分散値を用いて算出する。これにより、地形図出力装置1は、ウィンドウの大きさにかかわらず、それぞれ一度の加算及び減算という小さい負荷の演算でグリッド群に含まれるグリッドの標高値の和及び二乗和を算出することを可能とする。 Further, the topographic map output device 1 sets the average value and the dispersion value in the grid group obtained by dividing the third window centering on the third grid adjacent to the first grid in the second direction, and the first grid. It is calculated using the mean value and the variance value in the grid group in which the center window is divided. As a result, the topographic map output device 1 can calculate the sum of elevation values and the sum of squares of the grids included in the grid group by performing a small load operation of addition and subtraction once, respectively, regardless of the size of the window. And.

なお、上述した説明では、S202及びS205において、算出部153は、ウィンドウを第1方向に分割したグリッド群の標高値の和及び二乗和をそれぞれ算出したが、このような例に限られない。算出部153は、S202において、ウィンドウに含まれるグリッドの第2方向座標の範囲に対応するグリッドから構成される全てのグリッド群の標高値の和及び二乗和を算出してもよい。この場合、算出部153は、S210においても同様に、ウィンドウに含まれるグリッドの第2方向座標の範囲に対応するグリッドから構成される全てのグリッド群の標高値の和及び二乗和を算出してもよい。 In the above description, in S202 and S205, the calculation unit 153 calculated the sum of the elevation values and the sum of squares of the grid group obtained by dividing the window in the first direction, respectively, but the present invention is not limited to this. In S202, the calculation unit 153 may calculate the sum of elevation values and the sum of squares of all grid groups composed of grids corresponding to the range of the second direction coordinates of the grid included in the window. In this case, in S210 as well, the calculation unit 153 calculates the sum of elevation values and the sum of squares of all grid groups composed of grids corresponding to the range of the second direction coordinates of the grid included in the window. May be good.

図9は、本発明の第2の側面において、地形図出力装置1によって実行される地形図出力処理の流れの一例を示すフロー図である。地形図出力処理は、記憶部11に記憶されたプログラムを実行した処理部15が、地形図出力装置1の各構成と協働することにより実現される。 FIG. 9 is a flow chart showing an example of a flow of topographic map output processing executed by the topographic map output device 1 in the second aspect of the present invention. The topographic map output processing is realized by the processing unit 15 executing the program stored in the storage unit 11 in cooperation with each configuration of the topographic map output device 1.

まず、第1取得部151は、二以上のグリッドで構成されるウィンドウの大きさ及び形状を取得する(S301)。 First, the first acquisition unit 151 acquires the size and shape of a window composed of two or more grids (S301).

続いて、第2取得部152は、各グリッドの起伏特徴量により強調される傾斜の方向を取得する(S302)。第2取得部152は、ユーザによる操作部14に対する操作に基づいて、強調される傾斜の方向を取得する。強調される傾斜の方向とは、かかる方向に向かって標高値が大きくなる場合に、そうでない場合よりも起伏特徴量が大きく算出される方向をいう。第2取得部152は、通信部12を介して、強調される傾斜の方向を他の装置から受信することにより取得してもよい。第2取得部152は、あらかじめ記憶部11に記憶された傾斜の方向を取得してもよい。 Subsequently, the second acquisition unit 152 acquires the direction of inclination emphasized by the undulating feature amount of each grid (S302). The second acquisition unit 152 acquires the direction of the tilt to be emphasized based on the operation of the operation unit 14 by the user. The direction of the slope to be emphasized is the direction in which the undulating feature amount is calculated to be larger when the altitude value becomes larger toward such a direction than when it is not. The second acquisition unit 152 may acquire the emphasized tilt direction by receiving it from another device via the communication unit 12. The second acquisition unit 152 may acquire the direction of inclination stored in the storage unit 11 in advance.

続いて、算出部153は、起伏特徴量算出処理を実行する(S303)。起伏特徴量算出処理の詳細は後述する。 Subsequently, the calculation unit 153 executes the undulation feature amount calculation process (S303). The details of the undulation feature amount calculation process will be described later.

続いて、出力部154は、算出された起伏特徴量に基づく態様で各グリッドを表示する地形図を出力する(S304)。 Subsequently, the output unit 154 outputs a topographic map that displays each grid in an manner based on the calculated undulation feature amount (S304).

第2の側面における起伏特徴量算出処理は、第1の側面における起伏特徴量算出処理と、S203及びS206の処理において相違する。 The undulating feature amount calculation process in the second aspect differs from the undulating feature amount calculation process in the first aspect in the processes of S203 and S206.

図10は、第2の側面におけるS203及びS206の処理について説明するための模式図である。S203及びS206において、算出部153は、算出対象グリッドの起伏特徴量を、算出対象グリッドの位置とS302において取得された方向とに対応するグリッドの標高値と、算出対象グリッドを中心とするウィンドウに含まれるグリッドの標高値との関係に基づいて算出する。算出対象グリッドの位置と取得された方向とに対応するグリッドは、算出対象グリッドから見て取得された方向の反対方向に位置するグリッドである。 FIG. 10 is a schematic diagram for explaining the processing of S203 and S206 in the second aspect. In S203 and S206, the calculation unit 153 sets the undulating feature amount of the calculation target grid into a window centered on the calculation target grid and the elevation value of the grid corresponding to the position of the calculation target grid and the direction acquired in S302. Calculated based on the relationship with the elevation values of the included grid. The grid corresponding to the position of the calculation target grid and the acquired direction is a grid located in the direction opposite to the acquired direction when viewed from the calculation target grid.

例えば、算出部153は、算出対象グリッドGを囲む8つのグリッドのうち、算出対象グリッドGから見て方向Dの反対方向に位置するグリッドを特定する。算出部153は、特定されたグリッドの標高値を、算出対象グリッドの位置と方向Dとに対応するグリッドの標高値H’として取得する。算出部153は、算出対象グリッドの起伏特徴量Rを、取得した標高値H’と、算出対象グリッドGを中心とするウィンドウの標高値との関係に基づいて算出する。例えば、算出部153は、算出対象グリッドの起伏特徴量Rを、取得した標高値H’と、算出対象グリッドGを中心とするウィンドウに含まれるグリッドの標高値の平均値μ及び分散値Vとを用いて、以下の式により算出する。

Figure 0006995913000008
For example, the calculation unit 153 specifies a grid located in the opposite direction of the direction D when viewed from the calculation target grid G among the eight grids surrounding the calculation target grid G. The calculation unit 153 acquires the elevation value of the specified grid as the elevation value H'of the grid corresponding to the position and the direction D of the calculation target grid. The calculation unit 153 calculates the undulating feature amount R of the calculation target grid based on the relationship between the acquired elevation value H'and the elevation value of the window centered on the calculation target grid G. For example, the calculation unit 153 sets the undulating feature amount R of the calculation target grid as the acquired elevation value H', the average value μ of the elevation values of the grid included in the window centered on the calculation target grid G, and the variance value V. Is calculated by the following formula.
Figure 0006995913000008

第2の側面において、起伏特徴量は、各グリッドの標高値に代えて、強調される傾斜の方向Dとは反対方向に位置するグリッドの標高値を用いて算出される。例えば、方向Dが北西方向である場合、起伏特徴量は、各グリッドの南東方向に位置するグリッドの標高値を用いて算出される。北西方向に向かって標高値が小さくなる領域では、各グリッドの南東方向に位置するグリッドの標高値を用いることで、各グリッド自体の標高値を用いる場合よりも大きくなるように起伏特徴量が算出される。他方、南東方向に向かって標高値が小さくなる領域では、各グリッドの南東方向に位置するグリッドの標高値を用いることで、各グリッドの標高値を用いる場合よりも小さくなるように起伏特徴量が算出される。したがって、起伏特徴量が大きい領域を明るく表示することにより、標高値が小さい領域側から投光した陰影図のような地形図が生成される。このように、方向Dとは反対方向に位置するグリッドの標高値を用いて起伏特徴量が算出されることで、特定方向の傾斜が強調され、利用者が直感的に理解しやすい態様で地形の起伏が表現される。 In the second aspect, the undulation feature is calculated using the elevation value of the grid located in the direction opposite to the direction D of the slope to be emphasized, instead of the elevation value of each grid. For example, when the direction D is the northwest direction, the undulating feature amount is calculated using the elevation value of the grid located in the southeast direction of each grid. In the region where the elevation value decreases toward the northwest direction, the undulation feature is calculated to be larger than when the elevation value of each grid itself is used by using the elevation value of the grid located in the southeast direction of each grid. Will be done. On the other hand, in the region where the elevation value decreases toward the southeast direction, by using the elevation value of the grid located in the southeast direction of each grid, the undulating feature amount becomes smaller than when the elevation value of each grid is used. It is calculated. Therefore, by displaying the region with a large amount of undulating features brightly, a topographic map such as a shadow map projected from the region side with a small elevation value is generated. In this way, by calculating the undulation feature amount using the elevation value of the grid located in the direction opposite to the direction D, the inclination in a specific direction is emphasized, and the terrain is in a manner that is easy for the user to intuitively understand. The undulations of are expressed.

図11は、第2の側面における地形図出力処理を実行することによって出力された地形図の一例を示す図である。図11においては、北西方向に向かって標高値が小さくなる領域の起伏特徴量が大きく算出され、かかる領域が明るく彩色されている。したがって、図11においては、あたかも北西方向から投光した陰影図のように、利用者が直感的に理解しやすい態様で地形の起伏が表現されている。また、図11においては、図9(a)と同様に微地形が明確に表現されている。 FIG. 11 is a diagram showing an example of a topographic map output by executing the topographic map output process on the second side surface. In FIG. 11, the undulating feature amount of the region where the elevation value decreases toward the northwest direction is calculated to be large, and the region is brightly colored. Therefore, in FIG. 11, the undulations of the terrain are expressed in a manner that is easy for the user to intuitively understand, as if it were a shadow map projected from the northwest direction. Further, in FIG. 11, the microtopography is clearly expressed as in FIG. 9A.

以上説明したように、地形図出力装置1は、各グリッドの位置と強調される傾斜の方向とに対応するグリッドの標高値と、各グリッドを中心とするウィンドウに含まれるグリッドの標高値の平均値及び分散値を用いて各グリッドの起伏特徴量を算出する。これにより、地形図出力装置1は、特定方向の傾斜を強調する地形図を小さい演算負荷で生成することを可能とする。 As described above, the topographic map output device 1 averages the elevation values of the grid corresponding to the position of each grid and the direction of the slope to be emphasized and the elevation values of the grid included in the window centered on each grid. The undulation feature of each grid is calculated using the value and the variance value. This makes it possible for the topographic map output device 1 to generate a topographic map that emphasizes the inclination in a specific direction with a small calculation load.

なお、第2の側面における起伏特徴量算出処理は、上述した例に限られない。第2の側面における起伏特徴量算出処理の他の例は、第1の側面における起伏特徴量算出処理と、S203及びS206の処理において相違する。 The undulating feature amount calculation process in the second aspect is not limited to the above-mentioned example. Another example of the undulating feature amount calculation process in the second aspect differs from the undulating feature amount calculation process in the first aspect in the processes of S203 and S206.

図12は、S203及びS206の処理について説明するための模式図である。S203及びS206において、算出部153は、算出対象グリッドの標高値と、算出対象グリッドの位置とS302において取得された方向とに対応するグリッドを中心とするウィンドウに含まれるグリッドの標高値との関係に基づいて、算出対象グリッドの起伏特徴量を算出する。算出部153は、算出対象グリッドGを囲む8つのグリッドのうち、算出対象グリッドから見て方向Dに位置するグリッドG’を中心とするウィンドウW’を設定する。算出部153は、算出対象グリッドGの標高値と、ウィンドウW’における平均値及び分散値とを用いて、起伏特徴量を算出する。 FIG. 12 is a schematic diagram for explaining the processing of S203 and S206. In S203 and S206, the calculation unit 153 relates the elevation value of the calculation target grid to the elevation value of the grid included in the window centered on the grid corresponding to the position of the calculation target grid and the direction acquired in S302. Based on, the undulating feature amount of the calculation target grid is calculated. The calculation unit 153 sets a window W'centered on the grid G'located in the direction D when viewed from the calculation target grid among the eight grids surrounding the calculation target grid G. The calculation unit 153 calculates the undulation feature amount using the elevation value of the calculation target grid G and the average value and the variance value in the window W'.

この場合、起伏特徴量は、各グリッドに代えて、各グリッドから見て方向Dに位置するグリッドを中心とするウィンドウにおける平均値を用いて算出される。例えば、方向Dが北西方向である場合、起伏特徴量は、各グリッドの北西方向に位置するグリッドを中心とするウィンドウにおける平均値を用いて算出される。一般に、北西方向に向かって標高値が小さくなる領域では、各グリッドの北西方向に位置するグリッドを中心とするウィンドウにおける平均値は、各グリッドを中心とするウィンドウにおける平均値よりも小さくなる。したがって、各グリッドの北西方向に位置するグリッドを中心とするウィンドウを用いることで、各グリッドを中心とするウィンドウを用いる場合よりも起伏特徴量が大きく算出される。このように、方向Dに位置するグリッドを中心とするウィンドウの平均値を用いて起伏特徴量を算出することによっても、特定方向の傾斜が強調され、利用者が直感的に理解しやすい態様で地形の起伏が表現される。 In this case, the undulating feature amount is calculated by using the average value in the window centered on the grid located in the direction D as viewed from each grid instead of each grid. For example, when the direction D is the northwest direction, the undulating feature amount is calculated using the average value in the window centered on the grid located in the northwest direction of each grid. Generally, in the region where the elevation value decreases toward the northwest direction, the average value in the window centered on the grid located in the northwest direction of each grid is smaller than the average value in the window centered on each grid. Therefore, by using the window centered on the grid located in the northwest direction of each grid, the undulating feature amount is calculated to be larger than in the case of using the window centered on each grid. In this way, by calculating the undulation feature amount using the average value of the window centered on the grid located in the direction D, the inclination in a specific direction is emphasized and the user can easily understand it intuitively. The undulations of the terrain are expressed.

なお、S203及びS206における、算出対象グリッドの位置と取得された方向とに対応するグリッドの例は、上述した例に限られない。例えば、算出部153は、算出対象グリッドの位置と取得された方向Dとに対応する複数のグリッドを特定してもよい。この場合、S203及びS206において、算出部153は、各グリッドの起伏特徴量を、各グリッドの位置と取得された方向に対応する複数のグリッドの標高値の重み付け和と、各グリッドを中心とし且つ取得された大きさを有するウィンドウに含まれるグリッドの標高値との関係に基づいて算出する。 The example of the grid corresponding to the position of the calculation target grid and the acquired direction in S203 and S206 is not limited to the above-mentioned example. For example, the calculation unit 153 may specify a plurality of grids corresponding to the position of the calculation target grid and the acquired direction D. In this case, in S203 and S206, the calculation unit 153 sets the undulating feature amount of each grid as the weighted sum of the elevation values of the plurality of grids corresponding to the position of each grid and the acquired direction, and is centered on each grid. Calculated based on the relationship with the elevation value of the grid contained in the window with the acquired size.

図13(a)は、S203及びS206の処理の概要を説明するための模式図である。図13(a)に示す例では、方向Dとして北北西方向が取得されている。この場合、算出部153は、算出対象グリッドGから見て方向Dの反対方向に位置するグリッドとして、グリッドG1及びグリッドG2の2つのグリッドを特定する。算出部153は、特定したグリッドG1及びグリッドG2の標高値の重み付け和を算出する。標高値の重みは、算出対象グリッドから見て方向Dの反対方向に近い方向に位置するグリッドほど、その重みが大きくなるように設定される。図13(a)に示す例では、グリッドG1及びグリッドG2は算出対象グリッドGから見てそれぞれ南方向と南東方向に位置するから、方向Dの反対方向に同程度に近いといえる。したがって、算出部153は、グリッドG1の標高値とグリッドG2の標高値との相加平均を重み付け和として算出する。これにより、地形図出力装置1は、任意の方向の起伏を強調する地形図を小さい演算負荷で生成することを可能とする。 FIG. 13A is a schematic diagram for explaining an outline of the processing of S203 and S206. In the example shown in FIG. 13A, the north-northwest direction is acquired as the direction D. In this case, the calculation unit 153 specifies two grids, the grid G1 and the grid G2, as grids located in the opposite direction of the direction D when viewed from the calculation target grid G. The calculation unit 153 calculates the weighted sum of the elevation values of the specified grid G1 and grid G2. The weight of the elevation value is set so that the grid located closer to the opposite direction of the direction D when viewed from the calculation target grid, the greater the weight. In the example shown in FIG. 13A, since the grid G1 and the grid G2 are located in the south direction and the southeast direction, respectively, when viewed from the calculation target grid G, it can be said that they are close to each other in the opposite direction of the direction D. Therefore, the calculation unit 153 calculates the arithmetic mean of the elevation value of the grid G1 and the elevation value of the grid G2 as a weighted sum. This makes it possible for the topographic map output device 1 to generate a topographic map that emphasizes undulations in any direction with a small computational load.

また、S302において、第2取得部152は、起伏特徴量において強調される傾斜度をさらに取得してもよい。この場合、S203及びS205において、算出部153は、各グリッドの起伏特徴量を、各グリッドの位置と取得された方向及び傾斜度とに対応する複数のグリッドの標高値の重み付け和と、各グリッドを中心とし且つ取得された大きさを有するウィンドウに含まれるグリッドの標高値との関係に基づいて算出する。 Further, in S302, the second acquisition unit 152 may further acquire the degree of inclination emphasized in the undulation feature amount. In this case, in S203 and S205, the calculation unit 153 uses the undulating feature amount of each grid as the weighted sum of the elevation values of the plurality of grids corresponding to the position of each grid and the acquired direction and inclination, and each grid. It is calculated based on the relationship with the elevation value of the grid contained in the window centered on and having the acquired size.

図13(b)は、S203及びS206の処理の概要を説明するための模式図である。図13(b)に示す例では、方向Dとして北西方向が取得されている。また、傾斜度Eとして、30度が取得されている。この場合、算出部153は、算出対象グリッドGから見て方向Dの反対方向に位置するグリッドとして、グリッドG1を特定する。算出部153は、算出対象グリッドGの標高値と特定されたグリッドG1の標高値との、傾斜度に応じた重みによる重み付け和を算出する。傾斜度と重みとの関係は、取得された傾斜度が小さいほど算出対象グリッドGの重みが大きくなり、傾斜度が大きいほど特定されたグリッドG1の重みが大きくなるようにあらかじめ設定される。 FIG. 13B is a schematic diagram for explaining an outline of the processing of S203 and S206. In the example shown in FIG. 13B, the northwest direction is acquired as the direction D. Further, 30 degrees is acquired as the inclination degree E. In this case, the calculation unit 153 specifies the grid G1 as a grid located in the direction opposite to the direction D when viewed from the calculation target grid G. The calculation unit 153 calculates a weighted sum of the elevation value of the grid G to be calculated and the elevation value of the specified grid G1 by weighting according to the degree of inclination. The relationship between the degree of inclination and the weight is set in advance so that the smaller the acquired degree of inclination, the larger the weight of the calculation target grid G, and the larger the degree of inclination, the larger the weight of the specified grid G1.

第2の側面において説明したように、各グリッドから見て特定の方向に位置するグリッドの標高値を用いて起伏特徴量を算出することで、地形図において特定の方向の傾斜が強調される。これは、陰影図において、仮想的な光源を特定の方位角及び仰角の方向に設定した場合に、特定の方向及び傾斜度の傾斜が強調されることに対応する。他方、第1の側面において説明したように、各グリッドの標高値を用いて起伏特徴量を算出した場合、地形図において特定の方向の傾斜が強調されることはない。これは、陰影図において、仮想的な光源を90度の仰角(すなわち、上方)に設定した場合に、特定の方向の傾斜が強調されないことに対応する。したがって、各グリッドの標高値と各グリッドから見て特定の方向に位置するグリッドの標高値との重み付け和を用いて起伏特徴量を算出することで、仮想的な光源の仰角が特定の仰角と90度の仰角との間となるような状態を表現することが可能となる。 As described in the second aspect, by calculating the undulation feature amount using the elevation value of the grid located in a specific direction when viewed from each grid, the inclination in a specific direction is emphasized in the topographic map. This corresponds to the fact that when the virtual light source is set in the direction of a specific azimuth and elevation angle in the shading diagram, the inclination of the specific direction and the degree of inclination is emphasized. On the other hand, as described in the first aspect, when the undulation feature amount is calculated using the elevation value of each grid, the inclination in a specific direction is not emphasized in the topographic map. This corresponds to the fact that the tilt in a particular direction is not emphasized when the hypothetical light source is set to an elevation angle of 90 degrees (ie, upwards) in the shading diagram. Therefore, by calculating the undulation feature using the weighted sum of the elevation value of each grid and the elevation value of the grid located in a specific direction when viewed from each grid, the elevation angle of the virtual light source becomes the specific elevation angle. It is possible to express a state between the elevation angle of 90 degrees.

なお、複数のグリッドの標高値を特定する例は、上述したものに限られない。例えば、算出部153は、算出対象グリッドを囲む8個のグリッドから3個以上のグリッドを特定してもよい。また、算出部153は、強調される起伏の傾斜度として基準傾斜度よりも大きい傾斜度を取得した場合は、算出対象グリッドを囲む8個のグリッドとは異なるグリッドを特定してもよい。 The example of specifying the elevation values of a plurality of grids is not limited to the above. For example, the calculation unit 153 may specify three or more grids from the eight grids surrounding the calculation target grid. Further, when the calculation unit 153 acquires an inclination degree larger than the reference inclination degree as the inclination degree of the undulations to be emphasized, the calculation unit 153 may specify a grid different from the eight grids surrounding the calculation target grid.

図14は、本発明の第3の側面において、地形図出力装置1によって実行される地形図出力処理の流れの一例を示すフロー図である。地形図出力処理は、記憶部11に記憶されたプログラムを実行した処理部15が、地形図出力装置1の各構成と協働することにより実現される。 FIG. 14 is a flow chart showing an example of a flow of topographic map output processing executed by the topographic map output device 1 in the third aspect of the present invention. The topographic map output processing is realized by the processing unit 15 executing the program stored in the storage unit 11 in cooperation with each configuration of the topographic map output device 1.

まず、第1取得部151は、二以上のグリッドで構成される、それぞれ異なる複数のウィンドウの大きさ及び形状を取得する(S401)。 First, the first acquisition unit 151 acquires the sizes and shapes of a plurality of different windows composed of two or more grids (S401).

続いて、算出部153は、取得した複数のウィンドウの大きさ及び形状のうちから一のウィンドウの大きさ及び形状を選択する(S402)。 Subsequently, the calculation unit 153 selects the size and shape of one window from the acquired sizes and shapes of the plurality of windows (S402).

続いて、算出部153は、選択したウィンドウの大きさ及び形状を用いて起伏特徴量算出処理を実行する(S403)。 Subsequently, the calculation unit 153 executes the undulation feature amount calculation process using the size and shape of the selected window (S403).

続いて、算出部153は、取得した全てのウィンドウの大きさ及び形状について起伏特徴量が算出されたか否かを判定する(S404)。取得した全てのウィンドウの大きさ及び形状について起伏特徴量が算出されていないと判定された場合(S404-No)、算出部153は、S402に戻り、取得した複数のウィンドウの大きさ及び形状のうちから、まだ選択されていない一のウィンドウの大きさ及び形状を選択する。 Subsequently, the calculation unit 153 determines whether or not the undulating feature amount has been calculated for all the acquired window sizes and shapes (S404). When it is determined that the undulating feature amount has not been calculated for all the acquired window sizes and shapes (S404-No), the calculation unit 153 returns to S402 to determine the size and shape of the acquired plurality of windows. From among them, select the size and shape of one window that has not been selected yet.

取得した全てのウィンドウの大きさ及び形状について起伏特徴量が算出されたと判定された場合(S404-Yes)、出力部154は、複数の大きさ及び形状を有するウィンドウのそれぞれについて算出された起伏特徴量に基づく態様で各グリッドを表示する地形図を出力する(S405)。出力部154は、例えば、各ウィンドウについて算出された起伏特徴量を加算した値に基づいて各グリッドを表示する地形図を出力する。 When it is determined that the undulating features have been calculated for all the acquired window sizes and shapes (S404-Yes), the output unit 154 has calculated the undulating features for each of the windows having a plurality of sizes and shapes. A topographic map displaying each grid in a quantity-based manner is output (S405). The output unit 154 outputs, for example, a topographic map that displays each grid based on a value obtained by adding the undulation features calculated for each window.

図15は、第3の側面における地形図出力処理を実行することによって出力された地形図の一例を示す図である。図15においては、尾根に相当する領域が明るく表示されているとともに、尾根に相当する領域の内部の微地形も十分に表現されている。すなわち、起伏特徴量は、各グリッドの標高値と各グリッドを中心とするウィンドウに含まれるグリッドの標高値との関係に基づいて算出されるため、ウィンドウの大きさに応じた規模の起伏が強調される。図15においては、複数の異なる大きさを有するウィンドウが用いられているため、規模の異なる地形の起伏をそれぞれ表現することが可能となる。 FIG. 15 is a diagram showing an example of a topographic map output by executing the topographic map output process on the third side surface. In FIG. 15, the area corresponding to the ridge is displayed brightly, and the microtopography inside the area corresponding to the ridge is also sufficiently expressed. That is, since the undulation feature amount is calculated based on the relationship between the elevation value of each grid and the elevation value of the grid contained in the window centered on each grid, the undulation of the scale according to the size of the window is emphasized. Will be done. In FIG. 15, since windows having a plurality of different sizes are used, it is possible to express the undulations of terrain of different scales.

以上説明したように、地形図出力装置1は、各グリッドを中心とし且つそれぞれ異なる大きさを有する複数のウィンドウを用いて算出される複数の起伏特徴量に応じて各グリッドを表示する地形図を出力する。これにより、地形図出力装置1は、複数の縮尺における地形の起伏を表現する地形図を小さい演算負荷で生成することを可能とする。 As described above, the topographic map output device 1 displays a topographic map centered on each grid and displays each grid according to a plurality of undulating feature quantities calculated using a plurality of windows having different sizes. Output. This makes it possible for the topographic map output device 1 to generate a topographic map expressing the undulations of the terrain at a plurality of scales with a small computational load.

なお、S405において、出力部154は、各ウィンドウについて算出された起伏特徴量を加算するものとしたが、このような例に限られない。例えば、出力部154は、起伏特徴量の重み付け和を算出してもよい。これにより、どのような規模の地形の起伏を強調するかを任意に変更することが可能となる。 In S405, the output unit 154 adds the undulating feature amount calculated for each window, but the present invention is not limited to such an example. For example, the output unit 154 may calculate the weighted sum of the undulating features. This makes it possible to arbitrarily change the scale of terrain undulations to be emphasized.

また、上述した説明では、第2の側面及び第3の側面において、グリッドの標高値と、ウィンドウに含まれるグリッドの標高値の平均値及び分散値を用いて算出される起伏特徴量が用いられたが、このような例に限られない。グリッドの標高値と、ウィンドウに含まれるグリッドの標高値との関係に基づく起伏特徴量として、後述する傾斜特徴量算出処理によって算出される傾斜特徴量が用いられてもよい。この場合、S303及びS403において、算出部153は、起伏特徴量算出処理に代えて、傾斜特徴量算出処理を実行する。 Further, in the above description, in the second aspect and the third aspect, the undulation feature amount calculated by using the elevation value of the grid and the average value and the variance value of the elevation value of the grid included in the window is used. However, it is not limited to such an example. As the undulating feature amount based on the relationship between the elevation value of the grid and the elevation value of the grid included in the window, the tilting feature amount calculated by the tilting feature amount calculation process described later may be used. In this case, in S303 and S403, the calculation unit 153 executes the inclination feature amount calculation process instead of the undulation feature amount calculation process.

図16は、傾斜特徴量算出処理の流れの一例を示すフロー図である。 FIG. 16 is a flow chart showing an example of the flow of the inclined feature amount calculation process.

まず、算出部153は、各グリッドの近似傾斜度を算出する(S601)。近似傾斜度は、各グリッドの傾斜度の近似値である。算出部153は、各グリッドの標高値と、各グリッドに隣接する8個の隣接グリッドの標高値とに基づいて各グリッドの近似傾斜度を算出する。 First, the calculation unit 153 calculates the approximate slope of each grid (S601). The approximate slope is an approximate value of the slope of each grid. The calculation unit 153 calculates the approximate slope of each grid based on the elevation values of each grid and the elevation values of eight adjacent grids adjacent to each grid.

図17は、S601の処理について説明するための模式図である。図17(a)及び図17(b)に示されるように、算出対象グリッドG1と隣接グリッドG2とに接する傾斜面に対する単位法線ベクトルNの鉛直方向成分Nzは、その傾斜面の傾きに応じて異なる値をとる。したがって、鉛直方向成分Nzは、算出対象グリッドG1の隣接グリッドG2に対する傾斜度として用いられ得る。 FIG. 17 is a schematic diagram for explaining the processing of S601. As shown in FIGS. 17A and 17B, the vertical component Nz of the unit normal vector N with respect to the inclined surface in contact with the calculation target grid G1 and the adjacent grid G2 corresponds to the inclination of the inclined surface. Take different values. Therefore, the vertical component Nz can be used as the degree of inclination of the calculation target grid G1 with respect to the adjacent grid G2.

ここで、単位法線ベクトルNと鉛直方向とがなす角θは、算出対象グリッドG1の標高値と隣接グリッドG2の標高値との差ΔHを用いて以下の式により表される。

Figure 0006995913000009
したがって、算出対象グリッドG1の隣接グリッドG2に対する傾斜度Nzは以下の式により表される。
Figure 0006995913000010
Here, the angle θ formed by the unit normal vector N and the vertical direction is expressed by the following equation using the difference ΔH between the elevation value of the calculation target grid G1 and the elevation value of the adjacent grid G2.
Figure 0006995913000009
Therefore, the inclination Nz of the calculation target grid G1 with respect to the adjacent grid G2 is expressed by the following equation.
Figure 0006995913000010

算出対象グリッドG1を囲む8個の隣接グリッドのそれぞれについて傾斜度Nzを算出することにより、算出対象グリッドG1の傾斜度を算出することができるが、この場合、8回の平方根の演算をする必要がある。演算負荷を低減するため、算出部153は、以下の式により算出対象グリッドの近似傾斜度Nz’を算出する。

Figure 0006995913000011
ここで、E[|ΔH|]は、算出対象グリッドG1の標高値と隣接グリッドの標高値との差の絶対値を、8個の隣接グリッドについて平均した値である。このようにして、算出部153は、1回の平方根の演算で算出対象グリッドG1の近似傾斜度Nz’を算出する。 The slope of the calculation target grid G1 can be calculated by calculating the slope Nz for each of the eight adjacent grids surrounding the calculation target grid G1, but in this case, it is necessary to calculate the square root eight times. There is. In order to reduce the calculation load, the calculation unit 153 calculates the approximate slope Nz'of the grid to be calculated by the following formula.
Figure 0006995913000011
Here, E [| ΔH |] is a value obtained by averaging the absolute value of the difference between the elevation value of the calculation target grid G1 and the elevation value of the adjacent grid for eight adjacent grids. In this way, the calculation unit 153 calculates the approximate inclination degree Nz'of the calculation target grid G1 by one calculation of the square root.

続いて、算出部153は、初期位置のグリッドを算出対象グリッドとして設定する(S602)。算出部153は、算出対象グリッドを中心とするウィンドウを設定する。 Subsequently, the calculation unit 153 sets the grid at the initial position as the calculation target grid (S602). The calculation unit 153 sets a window centered on the calculation target grid.

続いて、算出部153は、第2方向に連続するグリッドから構成される、ウィンドウを第1方向に分割したグリッド群における近似傾斜度の和を算出する(S603)。 Subsequently, the calculation unit 153 calculates the sum of the approximate slopes of the grid group in which the window is divided in the first direction, which is composed of the grids continuous in the second direction (S603).

続いて、算出部153は、算出対象グリッドの傾斜特徴量を算出する(S604)。傾斜特徴量は、ウィンドウに含まれるグリッドの近似傾斜度の平均値である。 Subsequently, the calculation unit 153 calculates the tilt feature amount of the calculation target grid (S604). The slope feature is the average value of the approximate slope of the grid contained in the window.

続いて、算出部153は、算出対象グリッドを第1方向に移動させる(S605)。算出部153は、算出対象グリッドを第1方向にグリッド1個分移動させる。算出部153は、移動された算出対象グリッドを中心とするウィンドウを設定する。 Subsequently, the calculation unit 153 moves the calculation target grid in the first direction (S605). The calculation unit 153 moves the calculation target grid in the first direction by one grid. The calculation unit 153 sets a window centered on the moved calculation target grid.

続いて、算出部153は、直前に傾斜特徴量が算出された第1のグリッドを中心とする第1のウィンドウ及び算出対象グリッドを中心とする第2のウィンドウを第1方向に分割したグリッド群に含まれるグリッドの近似傾斜度の和を算出する(S606)。 Subsequently, the calculation unit 153 divides the first window centered on the first grid on which the tilt feature amount was calculated immediately before and the second window centered on the calculation target grid in the first direction. The sum of the approximate slopes of the grids included in is calculated (S606).

続いて、算出部153は、算出対象グリッドの傾斜特徴量を算出する(S607)。算出部153は、直前に傾斜特徴量が算出されたグリッドの傾斜特徴量に、第1のウィンドウに含まれ且つ算出対象グリッドを中心とする第2のウィンドウに含まれないグリッドから構成されるグリッド群の近似傾斜度の和を加え、第1のウィンドウに含まれず且つ第2のウィンドウに含まれるグリッドから構成されるグリッド群の近似傾斜度の和を減ずることにより、算出対象グリッドの傾斜特徴量を算出する。 Subsequently, the calculation unit 153 calculates the tilt feature amount of the calculation target grid (S607). The calculation unit 153 is a grid composed of a grid that is included in the first window and is not included in the second window centered on the calculation target grid in the inclination feature amount of the grid for which the inclination feature amount was calculated immediately before. By adding the sum of the approximate slopes of the group and reducing the sum of the approximate slopes of the grids composed of the grids not included in the first window and included in the second window, the tilt features of the grid to be calculated are calculated. Is calculated.

続いて、算出部153は、算出対象グリッドが折返し位置のグリッドであるか否かを判定する(S608)。算出対象グリッドが折返し位置のグリッドでないと判定された場合(S608-No)、算出部153は、処理をS605に進める。 Subsequently, the calculation unit 153 determines whether or not the calculation target grid is a grid at the folding position (S608). When it is determined that the calculation target grid is not the grid at the folding position (S608-No), the calculation unit 153 advances the process to S605.

算出対象グリッドが折返し位置のグリッドであると判定された場合(S608-Yes)、算出部153は、算出対象グリッドが終了位置のグリッドであるか否かを判定する。(S609)。算出対象グリッドが終了位置のグリッドであると判定された場合(S609-Yes)、算出部153は、処理を終了する。 When it is determined that the calculation target grid is the grid at the folding position (S608-Yes), the calculation unit 153 determines whether or not the calculation target grid is the grid at the end position. (S609). When it is determined that the calculation target grid is the grid at the end position (S609-Yes), the calculation unit 153 ends the process.

算出対象グリッドが終了位置のグリッドでないと判定された場合(S609-No)、算出部153は、算出対象グリッドを第2方向に移動させる(S610)。算出部153は、算出対象グリッドを第2方向に1グリッド分移動させるとともに、第1方向座標が初期位置と等しくなるように移動させる。算出部153は、移動された算出対象グリッドを中心とするウィンドウを設定する。 When it is determined that the calculation target grid is not the grid at the end position (S609-No), the calculation unit 153 moves the calculation target grid in the second direction (S610). The calculation unit 153 moves the calculation target grid in the second direction by one grid and moves the coordinates in the first direction so as to be equal to the initial position. The calculation unit 153 sets a window centered on the moved calculation target grid.

続いて、算出部153は、第2方向に連続するグリッドから構成される、ウィンドウを第1方向に分割したグリッド群の近似傾斜度の和を算出する(S611)。算出部153は、傾斜特徴量が算出されている第1のグリッドに第2方向に隣接する第3のグリッドを中心とする第3のウィンドウを第1方向に分割した第2のグリッド群における近似傾斜度の和を算出する。算出部153は、第1のグリッドを中心とする第1のウィンドウを第1方向に分割した第1のグリッド群の近似傾斜度の和に、第1のグリッド群に含まれ且つ第2のグリッド群に含まれないグリッドの近似傾斜度を減算し、第1のグリッド群に含まれず且つ第2のグリッド群に含まれるグリッドの近似傾斜度を加算することにより、第2のグリッド群の近似傾斜度の和を算出する。続いて、算出部153は、処理をS604に進める。 Subsequently, the calculation unit 153 calculates the sum of the approximate slopes of the grid group in which the window is divided in the first direction, which is composed of the grids continuous in the second direction (S611). The calculation unit 153 approximates the second grid group in which the third window centered on the third grid adjacent to the first grid on which the tilt feature amount is calculated is divided in the first direction. Calculate the sum of the slopes. The calculation unit 153 is included in the first grid group and is included in the sum of the approximate slopes of the first grid group obtained by dividing the first window centered on the first grid in the first direction. By subtracting the approximate slope of the grid not included in the group and adding the approximate slope of the grid not included in the first grid group and included in the second grid group, the approximate slope of the second grid group is added. Calculate the sum of degrees. Subsequently, the calculation unit 153 advances the processing to S604.

このように、グリッドの標高値と、ウィンドウに含まれるグリッドの標高値との関係に基づく特徴量として傾斜特徴量を用いることで、地形図出力装置1は、傾斜を表現する地形図を小さい演算負荷で生成することを可能とする。なお、第2の側面及び第3の側面において、地形図出力装置1は、起伏特徴量として傾斜度や開度等を用いてもよい。 In this way, by using the tilt feature amount as the feature amount based on the relationship between the elevation value of the grid and the elevation value of the grid included in the window, the topographic map output device 1 performs a small calculation of the topographic map expressing the slope. It is possible to generate with a load. In the second side surface and the third side surface, the topographic map output device 1 may use the degree of inclination, the opening degree, or the like as the undulation feature amount.

なお、第3の側面において、地形図出力装置1は、複数の大きさを有するウィンドウのそれぞれについて算出された起伏特徴量に基づいて各グリッドを表示する地形図を出力するものとしたが、出力される地形図はこのような例に限定されない。例えば、地形図出力装置1は、傾斜特徴量と、複数の大きさを有するウィンドウのそれぞれについて算出された起伏特徴量とに基づいて各グリッドを表示する地形図を出力してもよい。この場合、地形図出力装置1は、傾斜特徴量と複数の大きさを有するウィンドウのそれぞれについて算出された起伏特徴量とを加算した値に応じた色相、彩度、明度等により各グリッドを表示する地形図を出力する。 In the third aspect, the topographic map output device 1 outputs a topographic map that displays each grid based on the undulation feature amount calculated for each of the windows having a plurality of sizes. The topographic maps to be made are not limited to such examples. For example, the topographic map output device 1 may output a topographic map that displays each grid based on the tilt feature amount and the undulation feature amount calculated for each of the windows having a plurality of sizes. In this case, the topographic map output device 1 displays each grid by hue, saturation, brightness, etc. according to the value obtained by adding the tilt feature amount and the undulation feature amount calculated for each of the windows having a plurality of sizes. Output the topographic map to be used.

図18は、傾斜特徴量と、複数の大きさを有するウィンドウのそれぞれについて算出された起伏特徴量とに基づいて各グリッドを表示する地形図の一例を示す図である。図18においては、図15と同様に規模の大きい地形の起伏及び微地形が十分に表現されている。また、図18においては、傾斜特徴量をさらに用いることによって、地形の起伏が、その立体感が直感的に理解しやすい態様で表示されている。 FIG. 18 is a diagram showing an example of a topographic map displaying each grid based on the inclined features and the undulating features calculated for each of the windows having a plurality of sizes. In FIG. 18, the undulations and microtopography of large-scale terrain are sufficiently represented as in FIG. Further, in FIG. 18, by further using the tilt feature amount, the undulations of the terrain are displayed in a manner in which the three-dimensional effect is intuitively easy to understand.

このように、地形図出力装置1は、傾斜特徴量と各グリッドを中心とし且つそれぞれ異なる大きさを有する複数のウィンドウを用いて算出される複数の起伏特徴量とに応じて各グリッドを表示する地形図を出力する。これにより、地形図出力装置1は、広域的な起伏形状と局所的な起伏形状とを、その立体感が直感的に理解しやすい態様で表現する地形図を小さい演算負荷で生成することを可能とする。 As described above, the topographic map output device 1 displays each grid according to the tilt feature amount and the plurality of undulating feature amounts calculated by using a plurality of windows having different sizes centered on each grid. Output topographic map. As a result, the topographic map output device 1 can generate a topographic map that expresses a wide-area undulating shape and a local undulating shape in a manner in which the three-dimensional effect is intuitively easy to understand with a small computational load. And.

なお、第3の側面において、地形図出力装置1は、傾斜特徴量及び複数の大きさを有するウィンドウのそれぞれについて算出された起伏特徴量に基づく態様で各グリッドを表示する地形図を出力するものとしたが、このような例に限られない。地形図出力装置1は、さらに標高値に基づいて各グリッドを表示する地形図を出力してもよい。例えば、地形図出力装置1は、傾斜特徴量に基づく地形図と起伏特徴量に基づく地形図とを加算合成した地形図に、標高値に基づく段彩標高図を乗算合成する。 In the third aspect, the topographic map output device 1 outputs a topographic map that displays each grid in an manner based on the inclined feature amount and the undulating feature amount calculated for each of the windows having a plurality of sizes. However, it is not limited to such an example. The topographic map output device 1 may further output a topographic map that displays each grid based on the altitude value. For example, the topographic map output device 1 multiplies and synthesizes a topographic map based on an elevation value and a topographic map based on an undulating feature amount.

傾斜特徴量に基づく地形図と起伏特徴量に基づく地形図との加算合成は、以下の式に基づいてなされる。ここで、I1は、傾斜特徴量に基づく地形図の各グリッドに対応する画素の輝度であり、I2は、起伏特徴量に基づく地形図の各グリッドに対応する画素の輝度であり、I3は、加算合成された地形図の各グリッドに対応する画素の輝度である。αは、加算合成の重みであり、0以上1以下の値をとる。

Figure 0006995913000012
Additive synthesis of the topographic map based on the slope features and the topographic map based on the undulation features is performed based on the following equation. Here, I1 is the luminance of the pixel corresponding to each grid of the topographic map based on the inclined feature amount, I2 is the luminance of the pixel corresponding to each grid of the topographic map based on the undulating feature amount, and I3 is It is the brightness of the pixel corresponding to each grid of the topographic map that has been added and synthesized. α is the weight of additive synthesis, and takes a value of 0 or more and 1 or less.
Figure 0006995913000012

加算合成された地形図と標高値に基づく段彩標高図との乗算合成は、以下の式に基づいてなされる。ここで、I4は、段彩標高図の各グリッドに対応する画素の輝度であり、I5は、乗算合成された地形図の各グリッドに対応する画素の輝度である。Imaxは、各画素の輝度の最大値であり、色深度が8ビットである場合は255である。βは、乗算合成の重みであり、0以上1以下の値をとる。

Figure 0006995913000013
なお、各画素が複数のチャネル(例えば、RGBの3チャネル)を有する場合は、各チャネルについて以上の式が適用される。 The multiplication composition of the additively synthesized topographic map and the step-colored elevation map based on the elevation value is performed based on the following equation. Here, I4 is the luminance of the pixel corresponding to each grid of the step color elevation map, and I5 is the luminance of the pixel corresponding to each grid of the multiplied topographic map. Imax is the maximum value of the luminance of each pixel, and is 255 when the color depth is 8 bits. β is a weight of multiplication and composition, and takes a value of 0 or more and 1 or less.
Figure 0006995913000013
When each pixel has a plurality of channels (for example, three channels of RGB), the above equation is applied to each channel.

これにより、地形図出力装置1は、地形の高低を利用者が直感的に理解しやすい態様で表示することを可能とする。また、地形図出力装置1は、傾斜特徴量に代えて、傾斜度を用いてもよい。なお、傾斜特徴量、起伏特徴量及び標高値の合成は、上述の例に限られない。例えば、傾斜特徴量、起伏特徴量及び標高値を順次加算合成してもよく、順次乗算合成してもよい。また、起伏特徴量と標高値とを乗算合成した後に、その結果と傾斜特徴量とを加算合成してもよい。 As a result, the topographic map output device 1 makes it possible to display the height of the terrain in a manner that is intuitively easy for the user to understand. Further, the topographic map output device 1 may use the inclination degree instead of the inclination feature amount. The composition of the inclined feature amount, the undulating feature amount, and the elevation value is not limited to the above example. For example, the inclined feature amount, the undulating feature amount, and the elevation value may be sequentially added and combined, or may be sequentially multiplied and combined. Further, after multiplying and synthesizing the undulating feature amount and the elevation value, the result and the inclined feature amount may be added and combined.

上述した説明では、対象領域を格子状に区画した複数の地理的領域に対応するグリッドを用いるものとしたが、このような例に限られない。例えば、対象領域を六角形状に区画した複数の地理的領域に対応する単位領域が用いられてもよい。また、対象領域は、任意の所定の形状に区画されてもよい。 In the above description, a grid corresponding to a plurality of geographical areas in which the target area is divided in a grid pattern is used, but the present invention is not limited to such an example. For example, a unit area corresponding to a plurality of geographical areas in which the target area is divided into hexagons may be used. Further, the target area may be partitioned into any predetermined shape.

当業者は、本発明の精神及び範囲から外れることなく、様々な変更、置換及び修正をこれに加えることが可能であることを理解されたい。例えば、上述した各部の処理は、本発明の範囲において、適宜に異なる順序で実行されてもよい。また、上述した実施形態及び変形例は、本発明の範囲において、適宜に組み合わせて実施されてもよい。 It will be appreciated by those skilled in the art that various changes, substitutions and modifications can be made to this without departing from the spirit and scope of the invention. For example, the processes of the above-mentioned parts may be executed in different orders as appropriate within the scope of the present invention. Further, the above-described embodiments and modifications may be carried out in appropriate combinations within the scope of the present invention.

1 地形図出力装置
11 記憶部
151 第1取得部
152 第2取得部
153 算出部
154 出力部
1 Topographic map output device 11 Storage unit 151 First acquisition unit 152 Second acquisition unit 153 Calculation unit 154 Output unit

Claims (6)

対象領域を所定の形状に区画した複数の地理的領域にそれぞれ対応する複数の単位領域と、各単位領域に対応する地理的領域の標高値とを関連付けて記憶する記憶部と、
二以上の単位領域で構成される、少なくともそれぞれ異なる大きさを有する複数の所定範囲の大きさ及び形状を取得する取得部と、
前記少なくともそれぞれ異なる大きさを有する複数の所定範囲のそれぞれについて、各単位領域の起伏特徴量を、各単位領域の標高値と、各単位領域を中心とし且つ各大きさ及び形状を有する所定範囲に含まれる単位領域の標高値との関係に基づいて算出するとともに、各単位領域の傾斜特徴量を算出する算出部と、
前記複数の所定範囲のそれぞれについて算出された起伏特徴量と、前記算出された傾斜特徴量とに基づく態様で各単位領域を表示する地形図を出力する出力部と、
を有し、
前記算出部は、各単位領域の標高値と当該単位領域を囲む複数の隣接単位領域の標高値との差の絶対値の平均値を用いて各単位領域の近似傾斜度を算出し、前記算出された各単位領域の近似傾斜度に基づいて各単位領域の前記傾斜特徴量を算出する、
ことを特徴とする地形図出力装置。
A storage unit that stores a plurality of unit areas corresponding to a plurality of geographical areas in which a target area is divided into a predetermined shape, and an elevation value of the geographical area corresponding to each unit area in association with each other.
An acquisition unit that acquires a plurality of predetermined ranges of sizes and shapes having at least different sizes, which are composed of two or more unit areas.
For each of the plurality of predetermined ranges having at least different sizes, the undulating feature amount of each unit region is set to the elevation value of each unit region and the predetermined range centered on each unit region and having each size and shape. A calculation unit that calculates the slope features of each unit area while calculating based on the relationship with the elevation value of the included unit area.
An output unit that outputs a topographic map that displays each unit area in an embodiment based on the calculated undulating features for each of the plurality of predetermined ranges and the calculated inclined features .
Have,
The calculation unit calculates the approximate slope of each unit region using the average value of the absolute values of the differences between the elevation values of each unit region and the elevation values of a plurality of adjacent unit regions surrounding the unit region, and the calculation is performed. The tilt feature amount of each unit region is calculated based on the approximate slope of each unit region.
A topographic map output device characterized by this.
前記算出部は、各単位領域について当該単位領域を中心とする前記所定範囲に含まれる単位領域の前記近似傾斜度を平均して当該単位領域の前記傾斜特徴量を算出し、その際、第1の単位領域の第1方向に隣接する第2の単位領域を中心とする第2の所定範囲に含まれる単位領域の前記傾斜特徴量を、前記第1の単位領域を中心とする第1の所定範囲に含まれる単位領域の前記傾斜特徴量、前記第1の所定範囲に含まれ且つ前記第2の所定範囲に含まれない単位領域の前記近似傾斜度、及び、前記第1の所定範囲に含まれず且つ前記第2の所定範囲に含まれる単位領域の前記近似傾斜度に基づいて算出する、The calculation unit averages the approximate inclination of the unit region included in the predetermined range centering on the unit region for each unit region to calculate the inclination feature amount of the unit region, and at that time, the first The inclined feature amount of the unit region included in the second predetermined range centered on the second unit region adjacent to the first direction of the unit region of the above is the first predetermined amount centered on the first unit region. The tilt feature amount of the unit region included in the range, the approximate slope of the unit region included in the first predetermined range and not included in the second predetermined range, and included in the first predetermined range. It is calculated based on the approximate inclination of the unit region included in the second predetermined range.
請求項1に記載の地形図出力装置。The topographic map output device according to claim 1.
前記出力部は、前記複数の所定範囲のそれぞれについて算出された起伏特徴量の和又は積に基づく態様で各単位領域を表示する地形図を出力する、
請求項1又は2に記載の地形図出力装置。
The output unit outputs a topographic map that displays each unit area in a mode based on the sum or product of the undulating features calculated for each of the plurality of predetermined ranges.
The topographic map output device according to claim 1 or 2 .
前記算出部は、前記起伏特徴量を、各単位領域の標高値と、各単位領域を中心とし且つ各大きさ及び形状を有する所定範囲に含まれる単位領域の標高値の平均値及び分散値とを用いて算出する、
請求項1-3の何れか一項に記載の地形図出力装置。
The calculation unit sets the undulating feature amount as the elevation value of each unit region and the average value and the dispersion value of the elevation values of the unit regions centered on each unit region and included in a predetermined range having each size and shape. Calculated using
The topographic map output device according to any one of claims 1-3.
対象領域を所定の形状に区画した複数の地理的領域にそれぞれ対応する複数の単位領域と、各単位領域に対応する地理的領域の標高値とを関連付けて記憶し、
二以上の単位領域で構成される、少なくともそれぞれ異なる大きさを有する複数の所定範囲の大きさ及び形状を取得し、
前記少なくともそれぞれ異なる大きさを有する複数の所定範囲のそれぞれについて、各単位領域の起伏特徴量を、各単位領域の標高値と、各単位領域を中心とし且つ各大きさ及び形状を有する所定範囲に含まれる単位領域の標高値との関係に基づいて算出するとともに、各単位領域の傾斜特徴量を算出し、
前記複数の所定範囲のそれぞれについて算出された起伏特徴量と、前記算出された傾斜特徴量とに基づく態様で各単位領域を表示する地形図を出力する
ことを含み、
前記算出することにおいて、各単位領域の標高値と当該単位領域を囲む複数の隣接単位領域の標高値との差の絶対値の平均値を用いて各単位領域の近似傾斜度を算出し、前記算出された各単位領域の近似傾斜度に基づいて各単位領域の前記傾斜特徴量を算出する、
ことを特徴とする地形図出力方法。
A plurality of unit areas corresponding to a plurality of geographical areas in which the target area is divided into a predetermined shape are stored in association with each other and the elevation value of the geographical area corresponding to each unit area is stored.
Obtain multiple predetermined ranges of sizes and shapes , each consisting of two or more unit areas and having at least different sizes.
For each of the plurality of predetermined ranges having at least different sizes, the undulating feature amount of each unit region is set to the elevation value of each unit region and the predetermined range centered on each unit region and having each size and shape. Calculate based on the relationship with the elevation value of the included unit area, and calculate the tilt feature of each unit area .
It includes outputting a topographic map displaying each unit area in an embodiment based on the calculated undulating feature amount for each of the plurality of predetermined ranges and the calculated inclined feature amount .
In the above calculation, the approximate slope of each unit region is calculated using the average value of the absolute values of the differences between the elevation values of each unit region and the elevation values of a plurality of adjacent unit regions surrounding the unit region. The slope feature amount of each unit area is calculated based on the calculated approximate slope of each unit area.
A topographic map output method characterized by this.
対象領域を所定の形状に区画した複数の地理的領域にそれぞれ対応する複数の単位領域と、各単位領域に対応する地理的領域の標高値とを関連付けて記憶する記憶部を有するコンピュータのプログラムであって、
二以上の単位領域で構成される、少なくともそれぞれ異なる大きさを有する複数の所定範囲の大きさ及び形状を取得し、
前記少なくともそれぞれ異なる大きさを有する複数の所定範囲のそれぞれについて、各単位領域の起伏特徴量を、各単位領域の標高値と、各単位領域を中心とし且つ各大きさ及び形状を有する所定範囲に含まれる単位領域の標高値との関係に基づいて算出するとともに、各単位領域の傾斜特徴量を算出し、
前記複数の所定範囲のそれぞれについて算出された起伏特徴量と、前記算出された傾斜特徴量とに基づく態様で各単位領域を表示する地形図を出力する
ことを前記コンピュータに実行させ
前記算出することにおいて、各単位領域の標高値と当該単位領域を囲む複数の隣接単位領域の標高値との差の絶対値の平均値を用いて各単位領域の近似傾斜度を算出し、前記算出された各単位領域の近似傾斜度に基づいて各単位領域の前記傾斜特徴量を算出する、
ことを特徴とするプログラム。
A computer program having a storage unit that stores a plurality of unit areas corresponding to a plurality of geographical areas in which a target area is divided into a predetermined shape and an elevation value of the geographical area corresponding to each unit area in association with each other. There,
Obtain multiple predetermined ranges of sizes and shapes , each consisting of two or more unit areas and having at least different sizes.
For each of the plurality of predetermined ranges having at least different sizes, the undulating feature amount of each unit region is set to the elevation value of each unit region and the predetermined range centered on each unit region and having each size and shape . Calculate based on the relationship with the elevation value of the included unit area, and calculate the tilt feature of each unit area .
The computer is made to output a topographic map displaying each unit area in a mode based on the calculated undulating feature amount for each of the plurality of predetermined ranges and the calculated inclined feature amount .
In the above calculation, the approximate slope of each unit region is calculated using the average value of the absolute values of the differences between the elevation values of each unit region and the elevation values of a plurality of adjacent unit regions surrounding the unit region. The slope feature amount of each unit area is calculated based on the calculated approximate slope of each unit area.
A program characterized by that.
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